Керамический камень

1 Основные свойства сырья  и вспомогательных материалов

 

Сырьевыми материалами для  производства  керамических  изделий являются каолины и глины, применяемые в чистом виде, а чаще –  в  смеси  с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами). 

Под  каолинами  и глинами понимают природные  водные  алюмосиликаты  с  различными  примесями, способные при замешивании с водой  образовывать  пластичное  тесто,  которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние. 

Каолины состоят почти  исключительно из  минерала  Al₂O₃  2SiO₂^.2H₂O и содержат значительное количество частиц меньше 0,01мм. После  обжига сохраняют белый цвет.

Глины более разнообразны по минеральному составу, они больше  загрязнены минеральными и органическими  примесями.  Глинистое  вещество  (с  частицами меньше 0,005мм) состоит в основном из каолинита и родственных ему  минералов – монтмориллонита Al₂O₃ 4SiO₂ nH₂O, галуазита Al₂O₃ 2SiO₂ 4H₂O [http://works.tarefer.ru/82/100575/index.html].

Глины для производства керамических камней должны обладать следующими основными свойствами: пластичностью, спекаемостью, связующей способностью, сушильными свойствами и огнеупорностью.

Пластичностью глины  называют ее свойство во влажном состоянии  принимать под влиянием внешнего воздействия желаемую форму без  образования разрывов и трещин, а также сохранять полученную форму при последующих сушке и обжиге. Число пластичности для глин средней пластичности Пл=7-15. Степень пластичности зависит от минералогического и гранулометрического составов, формы и характера поверхности зёрен, содержания в глине растворимых солей и органических примесей и количества воды, взятой для приготовления глиняной массы [Горчаков]. Пустотелые керамические камни изготовляют из глин средней пластичности.

Связность и связующая  способность - способность глиняного теста сохранять при высыхании глиняную форму. Усилие, необходимое для разделения частиц глины, показывает степень связности. Связующая способность глины определяет возможность связывать частицы непластичных материалов (песка, шамота и др.) и образовывать при высыхании достаточно прочный полуфабрикат заданной формы.

Сушильные свойства характеризуют  отношение пластичного глиняного  теста к сушке. Важнейшее из них - воздушная усадка – уменьшение в объеме глиняного теста при удалении воды, выражаемое в % от первоначального размера образцов. Обычно воздушная усадка составляет 2…20 %. Она зависит от первоначальной влажности материала, его химико-минералогического состава и режима сушки.

Огнеупорность – способность  керамических изделий противостоять  воздействию высоких температур, не расплавляясь. Её определяют по «температуре падения» пироскопа – образца из испытуемого материала в виде усеченной трёхгранной пирамиды. За температуру падения пироскопа понимают ту температуру, при которой он размягчается настолько, что его вершина наклоняется и касается подставки.

Спекаемость – способность глин при обжиге уплотняться с образованием твёрдого камнеподобного черепка, что является результатом взаимодействия различных компонентов керамической массы при обжиге [Сулименко].

Огневая усадка – уменьшение линейных размеров и объёма глиняного  сырца при его обжиге.

 

Характеристика сырья  для получения керамических изделий  приведена в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1 – Характеристика сырья для получения керамических изделий

 

Вид сырья	Показатель	Размерность	Значение (норма)	Источник Информации
1	2	3	4	5
Глина	Химический состав	%
	SiO2		50,98 (60-80)
	Al2O3		19,51 (10-15)
	Fe2O3		6,64 (3-10)
	FeO		0,75 (0-3)
	TiO2		0,60 (0-5)
	CaO		3,90 (0-25)
	MgO		2,03 (0-3)
	SO3		0,62 (0-5)
	K2O		0,52 (1-5)
	Na2O		0,92 (0-2)
	Гранулометрический состав Частицы менее 5 мк: 5мк-1мк	%	19 (6-30)
	<1мк		31 (9-50)
	Частицы от 5 до 50 мк: 5мк-10мк		42 (10-55)
	10мк-50мк		13 (12-46)
	Частицы от 50 мк до 1мм: 50мк-250мк		20 (2-26)
	250мк-1мм		2 (0,2-12)

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 1.1 Характеристика сырья для получения керамических изделий.

 

Вид сырья	Показатель	Размерность	Значение (норма)	Источник Информации
1	2	3	4	5
Глина	Минералогический состав			[Сайбулатов]
	Глинистые минералы	%	26 (30)
	Кварц		7 (10)
	Полевой шпат		36 (45)
	Оксиды		4 (5)
	Слюды, хлориты, пироксены		7 (10)
	Огнеупорность	0С	1150-1250 (1350)
	Дисперсность <10мк <1мк	%	53 (40-85) 34 (20-60)
	Пластичность	Число пл.	12 (7-15)
Кварцевый песок	Химический состав
	SiO2		71 (98,98)
	Al2O3		0, 52 (0,67)
	Fe2O3	%	0,024 (0,03)
	TiO2		0,02 (0,03)
	CaO		0,3 (0,33)
	MgO		0,19 (0,21)
	K2O		0, 04(0,025)
	Na2O		0,025(0,08)
	Содержание влаги	%	0,5 (0,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Номенклатура  выпускаемой продукции и ее свойства

 

 

Керамический камень на сегодняшний  день является распространенным и важным строительным материалом. Его применяют  для кладки наружных и внутренних стен, для изготовления стеновых панелей (двух- и трехслойных), блоков, перегородок, а также фундаментов и цоколей, находящихся не ниже уровня гидроизоляции.

Камни могут быть только пустотелыми. Количество и формы  пустот очень разнообразны. Поверхность  граней не редко изготовляют рифленой. Пустоты в изделиях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот - не более 20 мм.

Для укрупненных камней допускаются  технологические пустоты (для захвата  при кладке) с площадью сечения  пустот не более 13% от площади основания. Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных пустот не регламентируют. По ГОСТ 530-95 поверхность граней изделий должна быть плоской, ребра — прямолинейными. Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм. По фактуре поверхности (ложковой, тычковой) изделия могут быть гладкими или рифлеными [ГОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические»].

Преимущество керамических камней по сравнению с кирпичами  заключается в увеличенном размере  по высоте камня до 138 мм., что сокращает количество растворных швов в стене. Благодаря щелевидным узким пустотам и большей высоте теплозащитные свойства таких камней выше, чем пустотелого кирпича. Применение их в строительстве позволяет уменьшить толщину стен с 2,5 до 2 кирпичей, т. е. вместо наружных стен толщиной 64 см возводить наружные стены толщиной 51 см. 

Допускаемые отклонения от размеров камней не должны превышать: по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм, по толщине ±3 мм.

По средней плотности в сухом состоянии камни подразделяются на две группы:

- эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшать их толщину, по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относятся камни, плотностью не более 1450 кг/м³;

- условно-эффективные, улучшающие теплотехнические свойства: камни со средней плотностью 1450...1600 кг/м³ [Августиник].

Камень керамический обладает рядом преимуществ и достоинств:

- повышение производительности труда каменщиков на 10%;

- уменьшение количества раствора;

- хорошее сочетание с кирпичом других форматов;

- уменьшение количества швов, что, соответственно, уменьшает количество мостиков холода.

Пористость керамического  черепка обычно составляет 10-40%, она  возрастает при введении в керамическую массу порообразующих добавок.

Стремясь снизить плотность  и теплопроводность, прибегают к  созданию пустот в керамических камнях.

Теплопроводность абсолютно  плотного керамического черепка  большая - 1,16 Вт/(м °С). Воздушные поры и пустоты, создаваемые в керамических изделиях, снижают плотность и значительно уменьшают теплопроводность, так, например, снижение плотности стеновых керамических изделий с 1800 до 700 кг/м³ понижает их теплопроводность с 0,8 до 0,21 Вт/(м °С).

Прочность зависит от фазового состава керамического черепка, пористости и наличия трещин. Марка  керамического камня по прочности обозначает предел прочности при сжатии. Марки камня: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75 [Наназашвили].

Морозостойкость. Марка по морозостойкости обозначает число  циклов попеременного замораживания  и оттаивания, которое выдерживает  керамическое изделие в насыщенном водой состоянии без признаков  видимых повреждений (расслоение, шелушение, растрескивание). Керамические камни имеют марки по морозостойкости: 15, 25, 35, 50, 75.

По ГОСТ 530-95 на поверхности изделий допускается наличие отколов по наибольшему измерению от 3 до 10 мм, числом не более 3 шт. Количество половняка в партии не должно быть более 5 %.

Водопоглощение - это способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно характеризуется количеством воды, которое поглощает сухой материал при погружении и выдерживании в воде, отнесенным к массе сухого материала. Водопоглощение камня, высушенного до постоянной массы, должно быть не менее 6%

Марку камня по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии. Масса камня в высушенном состоянии не должна быть более 16 кг.

Номенклатура выпускаемой  продукции приведена в таблице 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 –Номенклатура  выпускаемой продукции

 

Наименование, эскиз	Марка изд.	Габаритные размеры, мм			Вид используемого сырья	Объемcм3	Массакг
		длина	ширина	толщина
Камень К	100	250	120	138	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	4,14	5,0
Камень КУК	150	250	250	138	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	8,6	10
Камень КМ	50	250	250	120	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	7,5	9,1
Камень КУК	150	250	200	80	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	4	4,7