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

123 

(линейная)  глин  составляет  2–12 %.  Для  уменьшения  усадки 
применяют  отощители  или  снижают  формовочную  влажность 
глин  введением  0,05–0,2 %  ПАВ.  Огневая  усадка  происходит  в 
процессе  обжига  глин  за  счет  расплавления  легкоплавких  со-
ставляющих  и  сближения  частиц.  Огневая  усадка  составляет  
2–8 %. Полная усадка колеблется от 5 до 18 %. 

Процессы,  происходящие  в  глине  при  нагреве:  испарение 

свободной  воды  (100  ºС);  удаление  химически  связанной  воды 
(150–750  ºС),  а  также  выгорание  органических  примесей  (до  
900 ºС). В результате потери воды глина становится пористой и 
теряет пластичность. Каолинит теряет воду: Al

2

O

3

.

 2SiO

2

, далее 

распадается на свободные оксиды  Al

2

O

3   

и SiO

2

  (более  900  ºС). 

Затем  эти  оксиды  соединяются,  образуя  новый  минерал  мул-
лит – 3Al

2

O

3

.

2SiO

2

 (более 1000 ºС). Этот минерал придает обож-

женному  изделию  прочность,  водостойкость,  термическую 
стойкость. 

Закись железа  FeO переходит в окись Fe

2

O

3

. При этом ме-

няется  цвет  глин.  Белый  и  светло-желтый 

  серый,  светло-

красный 

  красно-коричневый  (бурый).  Глины,  содержащие 

углекислый кальций СаСО

3

, приобретают после обжига желтый 

цвет. Часто с повышением температуры обжига глина становит-
ся более темной. 

Спекание  глин  происходит  при  температуре  950–1000  ºС. 

Если температуру повысить, то происходит расплавление массы 
и растекание расплава. 

Огнеупорность глин зависит от состава сырья. Чистый као-

линит плавится при 1770 ºС. Различные примеси (Fe

2

O

3

,

СаСО

3

 и 

др.)  заметно  понижают  температуру  плавления.  По  степени 
снижения влияния на температуру плавления плавни располага-
ются в ряд FeO   MgO   CaO   Na

2

O 

 K

2

O. Они понижают 

и  температуру  спекания.  Добавление  плавней  способствует 
снижению  расхода  топлива.  При  производстве  огнеупоров 
плавни не добавляют. 

124 

7.2. Основы производства керамических материалов 

 
Технология  производства  включает  в  себя  три  основных 

этапа: подготовка минеральной смеси, формование, обжиг. 

Сырье – глина, состоит из минералов вида Al

2

O

3

.

mSiO

2

·nH

2

O 

(гидроалюмосиликаты), а также содержит кварц, слюду, окислы 
железа. Пластичность и связующие свойства глин зависят от со-
держания  тонкодисперсных  водных  силикатов  глинозема.  Для 
улучшения  технологических  свойств  в  глины  вводят  добавки: 
отощающие  –  для  уменьшения  усадки  (песок,  молотый  шлак); 
выгорающие  и  порообразующие  –  для  снижения  средней  плот-
ности  (уголь,  известняк,  мел);  плавни  –  для  понижения  огне-
упорности  (полевой  шпат,  стекло).  Глины  разделяют  по  огне-
упорности  на  легкоплавкие  (до  1350 ºС),  тугоплавкие  (1350–
1580 ºС) и огнеупорные (более 1580 ºС). 

Подготовка  сырья:  очистка,  измельчение,  введение  доба-

вок, увлажнение. В зависимости от количества воды различают 
три  способа  производства  керамики:  сухой  способ  (влажность  
8–13 %);  пластический  (18–26 %);  мокрый  или  шликерный  (бо-
лее 30 %). 

Формование:  сухой  и  полусухой  способы  –  прессованием; 

пластический  –  экструзией  (полуфабрикат  перед обжигом  под-
сушивают); мокрый – литьем. Плитки изготавливают прессова-
нием и литьем, в качестве плавней в шихты добавляют стекло-
бой.  Применяется  быстроспекающаяся  (16–17  мин)  керамиче-
ская масса с температурой обжига 1050–1100 ºС. Черепок с во-
допоглощением 10–12 %.  

Глазури – легкоплавкие борсодержащие материалы. Состав 

глазури: полевой шпат, каолин, песок, мел, сода, борная кисло-
та, сурик свинцовый или оксид цинка. 

Обжиг – важнейший этап производства керамики. Во вре-

мя  обжига  происходят  физико-химические  процессы,  в  резуль-
тате  которых  отформованная  масса  спекается  с  образованием 
плотного  черепка.  Легкоплавкая  часть  глины  расплавляется  и 
заполняет  поры,  обволакивая  твердые  агрегаты  и  скрепляя  их 
после охлаждения. При этом происходит некоторая усадка и уп-

125 

лотнение материала. Пористую керамику обжигают до неполно-
го спекания (900–1000 ºС), плотную – до сплавления глинистой 
массы (при 1150–1400 ºС). 

7.3. Керамические изделия  

 
Стеновые  изделия.

К  этой  группе  относят  рядовые,  лице-

вые и эффективные изделия. 

Эффективность  оценивают  по  величине  средней  плотно-

сти изделий в сухом состоянии: 

–  высокой  эффективности  –  со  средней  плотностью  ρ

m

800 кг/м

3

 и менее, коэффициент теплопроводности λ – до  

0,20 Вт/(м·ºС); 

–  повышенной  эффективности  –  ρ

m 

=  801–1000  кг/м

3

,  λ 

свыше 0,20 до 0,24; 

–  эффективные, ρ

m 

= 1001–1200 кг/м

3

, λ свыше 0,24 до 0,36; 

–  условно  эффективные  –  ρ

m 

=  1201–1400  кг/м

3

,  λ  свыше 

0,36 до 0,46;  

–  малоэффективные (обыкновенные) – ρ

m

 свыше 1400 кг/м

3

,  

λ свыше 0,46. 

Рис. 7.1. Общий вид кирпича  

 
Различают  несколько  разновидностей  керамического  кир-

пича: рядовой, лицевой (улучшенный вид ложка, тычка), с гори-
зонтальными (на постели) или вертикальными (на тычке) пусто-
тами.  Также  различают  кирпич  (до  4,4  кг),  камни  (до  16  кг), 
блоки (до 45 кг и более). Кирпич имеет размеры 250×120×65 мм 
(утолщенный или модульный – 88 мм, полнотелый или пустоте-

126 

лый); камень 250×120×138 мм (пустотелый). Модульные кирпи-
чи и камни выпускаются и бóльших размеров. 

Кирпич  пустотелый  пластического  формования  имеет 

сквозные круглые, квадратные или щелевидные отверстия, а по-
лусухого прессования – сквозные цилиндрические пустоты. По-
ристо-пустотелый  кирпич  получают  аналогично  пустотелому, 
но в состав керамической массы вводят выгорающие добавки. 

Рис. 7.2. Керамический кирпич с различными типами пустот 

Эффективная  керамика  применяется  для  кладки  ограж-

дающих конструкций, а полнотелый кирпич – в условиях повы-
шенной  влажности  (бани),  несущих  конструкций  (цоколи,  сво-
ды), дымовых труб. Марки кирпича по прочности: 75, 100, 125, 
150, 175, 200 и 300 кгс/см

2

. Определяют марку после испытаний 

на  сжатие  и  изгиб  (по  минимальному  результату  серии  из  
5 кирпичей). Марки по морозостойкости: F15, 25, 35, 50, 100. 

Кирпич  и  камни  должны  соответствовать  определенным 

размерам и форме, не иметь механических повреждений. Водо-
поглощение  должно  быть:  у  полнотелого  кирпича  –  не  менее  
6–8 %, у пустотелого – 6 %. Не допускается недожог и пережог, 
а также известковые включения.  

Облицовочные изделия: выпускаются кирпич и камни лице-

вые, плитки фасадные, ковровая керамика. 

При  необходимости  получения  цветного  кирпича  исполь-

зуют  различные  добавки  для  объемного  окрашивания  изделий 
при  их  производстве  или  декорируют  поверхности  нанесением 
на тычок и ложок тонкого слоя ангоба, глазури, порошковой по-

127 

лимерной краски, а также офактуриванием поверхности накат-
кой минеральной крошки с помощью валика, гребенок или спо-
собом торкретирования. 

Для  облицовки  фасадов  зданий  часто  используют  плитки 

керамические  малогабаритные  цокольные.  Их  изготавливают 
глазурованными  или  неглазурованными.  Лицевая  поверхность 
плиток  может  быть  гладкой  или  рельефной,  частично  или  пол-
ностью покрытой одно- или многоцветной глазурью. Плитки из-
готавливают квадратной и прямоугольной формы размерами от 
50×50×4 до 300×150×9 мм. 

Рис. 7.3. Плитка фасадная 

Плитки для полов: различают обыкновенные керамические 

(метлахские)  плитки  или  для  мозаичных  полов.  Полы  из  кера-
мических  плиток  практически  водонепроницаемы,  что  обеспе-
чивается их низким водопоглощением (не более 3,5 %), характе-
ризуются малой истираемостью (0,18 г/см

2

), не дают пыли, лег-

ко  моются,  прочность  при  изгибе  –  до  40  МПа.  Такие  плитки 
стойки в агрессивных средах. Форма их разнообразна (квадрат, 
прямоугольник,  треугольник,  шести-  и  восьмиугольник  и  др.), 
размеры 150×150, 100×100 мм и др.