ВВЕДЕНИЕ

Самые ранние изделия из глины были хрупкими, они боялись влаги, и в глиняных сосудах можно было хранить лишь сухие продукты. Но, разгребая золу угасшего костра, человек не раз замечал, что глинистая почва в том месте, где горел костер, становится твердой как камень. Эти наблюдения, видимо, и навели человека на мысль обжигать для прочности глиняные изделия. Вещи из обожженной глины принято называть керамикой.

В современном мире в строительстве очень широко применяются керамические материалы и изделия. Это обусловлено большой прочностью, значительной долговечностью, декоративностью многих видов керамики, а также распространенностью в природе сырьевых материалов.

Целью данной работы является обзор облицовочной керамической плитки, применяемой в строительстве и ее характеристик.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Керамическими называют материалы и изделия, созданные формованием и обжигом глин. В глубокой древности из глин с помощью обжига получали посуду, а позднее стали изготовлять кирпич, а затем черепицу. 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. Среди сырьевых порошкообразных материалов – глина, которая имеет преимущественное применение при производстве строительной керамики. Она большей частью содержит примеси, влияющие на ее цвет и термические свойства. Наименьшее количество примесей содержит глина с высоким содержанием минерала каолинита и потому называемая каолином, имеющая практически белый цвет. Кроме каолинитовых глин разных цветов и оттенков применяют монтмориллонитовые, гидрослюдистые. Кроме глины к применяемым порошкообразным материалам, являющимися главными компонентами керамических изделий, относятся также некоторые другие минеральные вещества природного происхождения – кварциты, магнезиты, хромистые железняки[7].

Для технической керамики (чаще именуемой специальной) используют искусственно получаемые специальной очисткой порошки в виде чистых оксидов, например, оксиды алюминия, магния, кальция, диоксиды циркония, тория и др. Они позволяют получать изделия с высокими температурами плавления (до 2500-3000°С и выше), что имеет важное значение в реактивной технике, радиотехнической керамике. Материалы высшей огнеупорности изготовляют на основе карбидов, нитридов, боридов, силицидов, сульфидов и других соединений металлов как без глинистых сырьевых веществ. Некоторые из них имеют температуры плавления до 3500 – 4000°С, особенно из группы карбидов.

Большой практический интерес имеют керметы, состоящие обычно из металлической и керамической частей с соответствующими свойствами. Получили признание огнеупоры переменного состава. У этих материалов одна поверхность представлена чистым тугоплавким металлом, например, вольфрамом, другая – огнеупорным керамическим материалом, например, оксидом бериллия. Между поверхностями в поперечном сечении состав постепенно изменяется, что повышает стойкость материала к тепловому удару. Для строительной керамики, как отмечено выше, вполне пригодна глина, которая является распространенным в природе, дешевым и хорошо изученным сырьем. В сочетании с некоторыми добавочными материалами из нее получают в керамической промышленности разнообразные изделия и в широком ассортименте. Их классифицируют по ряду признаков. По конструкционному назначению выделяют изделия стеновые, фасадные, для пола, отделочные, для перекрытий, кровельные изделия, санитарно-технические изделия, дорожные материалы и изделия, для подземных коммуникаций, огнеупорные изделия, теплоизоляционные материалы и изделия, химически стойкую керамику [10, 11].

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 [6, 12].

Классификация керамических материалов и изделий

Керамические изделия обладают различными свойствами, которые определяются составом исходного сырья, способами его переработки, а также условиями обжига - газовой средой, температурой и длительностью. Материал, из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики именуют керамическим черепком.

Строительные керамические изделия классифицируют по структуре керамического черепка и по их конструктивному назначению в отдельных элементах зданий и сооружений.

По структуре черепка различают изделия с пористым и со спекшимся черепком, а также изделия грубой и тонкой керамики. Пористыми в технологи керамики условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка превышает 5%, обычно такой черепок пропускает воду. Спекшимся считают черепок с водопоглощением ниже 5%; как правило он водонепроницаем [6].

У изделий грубой керамики черепок имеет в изломе зернистое строение (макронеоднородный). Большинство строительных керамических изделий - строительный кирпич, черепица, канализационные трубы и др. - являются изделиями грубой керамики.

У изделий тонкой керамики излом черепка имеет макрооднородное строение. Он может быть пористым, как, например, у фаянсовых облицовочных глазурованных плиток, и спекшимся (плитки для полов, кислотостойкий кирпич, фарфоровые изделия). Изделия со спекшимся черепком с водопоглощением ниже 1% называют каменными керамическими. Если при этом черепок обладает еще и просвечиваемостью, то его называют фарфором.

По конструктивному назначению различают следующие группы керамических строительных материалов и изделий:

стеновые изделия - кирпич, керамические камни и панели из них;

фасадные изделия - лицевой кирпич, различного рода плитки; архитектурно-художественные детали, наборные панно;

изделия для внутренней облицовки стен - глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски);

плитки для облицовки пола;

изделия для перекрытий (балки, панели, специальные камни);

кровельные изделия - черепица;

санитарно-строительные изделия - умывальные столы, унитазы, ванны;

дорожные изделия - клинкерный кирпич;

изделия для подземных коммуникаций - канализационные и дренажные трубы;

теплоизоляционные изделия (керамзито-керамические панели, ячеистая керамика, диатомитовые и шамотные легковесные изделия);

заполнители бетонов (керамзит, аглопорит).

Приведенная классификация показывает, что керамические изделия находят применение во всех элементах зданий и сооружений вплоть до сборного керамического домостроения. Однако лишь некоторые из них сохраняют благоприятные перспективы на длительное существование и дальнейшее развитие. Строительный материал или изделие может считаться прогрессивным, отвечающим современным тенденциям строительной техники, если он кроме соответствия предъявляемым к нему техническим требованиям обладает еще сборностью, т.е. допускает применение его в конструкциях индустриальными методами, а по экономичности, оцениваемой совокупными затратами (на заводе и стройплощадке), конкурентоспособен с другими строительными материалами того же назначения (взаимозаменяемыми). Далеко не все керамические строительные изделия обладают этими качествами. Поэтому производство некоторых из них не только не развивается, но даже постепенно сворачивается [6,14].

Свойства керамических материалов и изделий

Механические характеристики основы

В данную группу объединяются прочностные характеристики по отношению к нагрузкам, которые облицовочное покрытие из керамической плитки способно выдержать без разрушения. Естественно, что в данном случае речь идет о характеристиках, необходимых для напольной плитки.

К механическим характеристикам основы относятся предел прочности на изгиб; максимальная нагрузка изгиба; ударная прочность материала.

Предел прочности на изгиб - это максимальная нагрузка, которую плитка выдерживает, прежде чем разрушиться. Предел прочности материала прямо пропорционален плотности плитки и ее водопоглощению. Чем ниже значение водопоглощения керамической плитки, тем больше ее предел прочности на изгиб. Например, у керамогранита, максимальное водопоглощение - 0,5%, величина предела прочности на изгиб в несколько раз выше, чем у пористой керамической плитки.

Максимальная нагрузка изгиба - это нагрузка, при которой разрушается керамическая плитка. В отличие от предела прочности на изгиб, данная характеристика является свойством не материала, а конкретной керамической плитки. Поэтому она зависит не только от водопоглощения плитки, но также от ее толщины. Чем толще керамическая плитка, тем выше значение ее максимальной нагрузки изгиба. С другой стороны, предел прочности на изгиб оказывает прямое воздействие на максимальную нагрузку изгиба.

Обратите внимание, что международный стандарт EN ISO 10545.4, определяющий прочностные характеристики плитки, рассчитан на отдельно взятую плитку. Плитка же в составе сплошного напольного покрытия имеет в несколько раз более высокое значение максимальной нагрузки изгиба.

Ударная прочность материала - прочность под воздействием падающих тел. Данный параметр керамической плитки оценивается международным стандартом EN ISO 10545.5. В целом керамическая плитка отличается невысокой ударной прочностью, поэтому с кафельными покрытиями необходимо быть предельно осторожными и не допускать падения на них острых и тяжелых предметов.

Ударную прочность следует отличать от хрупкости. Хрупким называется материал, который под воздействием механической нагрузки разрушается, исчерпав все свои возможности по упругой деформации [12, 13].

Механические характеристики поверхности

В отличие от механических характеристик основы, данные свойства керамической плитки касаются только ее эксплуатационной поверхности. Опять же, особенно важны эти характеристики для напольной плитки. Самая важная механическая характеристика поверхности - это прочность на истирание, или износостойкость.

Износостойкость тестируется многократными оборотами абразивного материала, который имитирует шаги человека, обутого в туфли, ботинки или сапоги.

Износостойкостьглазурованной керамической плитки определяется по методике PEI (EN ISO 105645.7), разработанной Американским институтом керамики. Собственно говоря, в данном случае речь идет не о стойкости керамики, а о стойкость слоя глазури. А потому под износостойкостью можно понимать необратимую тенденцию к изменению внешнего вида плитки, ухудшение ее эстетических свойств.

По международным стандартам в рамках прочности на истирание керамическая плитка подразделяется на 5 групп, соответствующих 5 степеням износостойкости:

- Группа 0 (PEI 0) - только для стен;

- Группа 1 (PEI I) - для мест с небольшим движением, в которых используется мягкая обувь (ванные комнаты); число оборотов - 150;

- Группа 2 (PEI II) - для помещений с движением небольшой интенсивности, где ходят в домашней обуви: для квартир, коттеджей, за исключением кухонь, прихожих, лестниц и балконов (полы в жилых комнатах, спальнях, ваннах и т.п.); число оборотов 300-600;

- Группа 3 (PEI III) для помещений с движением средней интенсивности, в которых ходят в обычной обуви, не имеющих непосредственного доступа с улицы. Керамическая плитка данной группы пригодна для укладки во всех помещениях дома или квартиры, гостиницах, небольших офисах, за исключением мест с большим движением - вестибюлей и лестниц в многоквартирных домах, мест для регистрации постояльцев гостиниц и т.п. (полы кухонь, любые помещения в коттеджах, квартирах и т.п.); число оборотов 750-1500;

- Группа 4 (PEI IV) - для помещений с интенсивностью движения от средней до высокой, подверженных большему истиранию, чем полы в группе 3. Керамическая плитка данной группы пригодна для применения в жилых и общественных помещениях: любые помещения жилых домов, залы регистрации гостиниц, рестораны, офисы, магазины, отели (лестницы и холлы в жилых домах, террасы, балконы, лоджии, полы в офисах и гостиницах и т.п.); число оборотов более 1500;

- Группа 5 (PEI V) - ISO 10545 плитки данной группы пригодны к применению на участках с движением любой интенсивности.

Плитки, включенные в данную группу, заметно отличаются по износостойкости от группы 4. Используются в общественных помещениях с высокой проходимостью (бары, магазины, супермаркеты, торговые площади, станции метро, железнодорожные вокзалы, аэропорты и т.п.). Число оборотов более 12000.

Группа I (по международному обозначению «РЕМ») наименее устойчива к истиранию. На другом конце шкалы расположена группа V (PEI V) с повышенным сопротивлением к истиранию. На такой плитке не только не остается видимых следов истирания, но и не образуется пятен [5 ,15].

Есть еще группа U (О), которая предшествует группе I и означает, что данная плитка не может быть использована для создания напольного покрытия. Вообще, для облицовки внутренних стен подходит плитка любой группы износостойкости. Впрочем, покупать плитку группы V в данном случае является неоправданным расточительством.

Каждая последующая степень износостойкости означает увеличение срока службы напольного покрытия примерно на одну треть. Изнашиваемость плитки со светлой глазурью более очевидна, так как на ней лучше видны любые изменения глазури. При этом матовая глазурь является более стойкой к истиранию, чем блестящая, на которой следы видны уже на ранних стадиях эксплуатации независимо оттого, к какой группе принадлежит плитка.

Прочность на истирание применительно к неглазурованной плитке имеет несколько иную природу, а значит, и иные стандарты. В данном случае корректнее говорить о прочности на снятие материала. Дело в том, что в процессе эксплуатации неглазурованная плитка в целом сохраняет свои декоративные качества, в отличие от глазурованной, но все больше и больше истончается, обнажая ниже расположенные слои, одинаковые по составу и цвету с поверхностью. К тому же поврежденную поверхность из неглазурованных плиток можно реанимировать посредством полировки или прочей декоративной отделки. Требования к прочности на снятие материала неглазурованной плитки определяются международным стандартом EN ISO 10545.6 [2, 13].

Степень изнашиваемости неглазурованной плитки во многом зависит от типа завершающей обработки, которой лицевая поверхность плитки подверглась на заводе или после укладки - от шлифовки, полировки, пропитки синтетическим составом и пр. Важным для данной характеристики является и степень водопоглощения материала: чем она выше, тем ниже износостойкость неглазурованной плитки. Именно поэтому наибольшей износостойкостью отличаются неглазурованный керамогранит и клинкер.

Поверхностная стойкость керамической плитки, под которой подразумевается стойкость к образованию царапин, порезов и потертостей определяется по шкале Мооса. Выясняется стойкость поверхности путем воздействия на плитку природными материалами разной степени твердости.

Чем больше класс, тем выше поверхностная стойкость керамической плитки. Минимальные требования к поверхностной стойкости глазурованной плитки - 6 степень (Moос 6) [6].

Другими важными показателями керамической плитки по международным нормам ISO являются влагопоглощение (способность плитки впитывать влагу за определенный промежуток времени в процентном отношении к ее массе) и способ изготовления (прессование или экструдирование). Показатели приведены в табл. 1.

Таблица 1

Показатели водопоглощения плитки

Способ формования	Влагопоглощение
	от 0 до 3%	от 3% до 6%	от 6% до 10%	более 10%
А (экструзия)	Группа А I	Группа А IIa	Группа А IIb	Группа А III
В (прессование)	Группа В I	Группа В IIa	Группа В IIb	Группа В III

Как видно из табл. 1, чем меньше номер группы, тем ниже влагопоглощение, а значит, выше морозостойкость плитки. Группы I и II считаются морозостойкими, а группа III годится только для внутренней отделки. В каталогах и на упаковке плитки должны стоять такие буквы с цифрами: A I или В I, например, A I для морозостойкой плитки или В III - для неморозостойкой. Понятно, что морозостойкая и более прочная плитка (ведь она наименее пористая) будет отличаться по цене от аналогичной неморозостойкой.

Величина показателя водопоглощения имеет значение только при выборе материала для облицовки бассейна. Во всех остальных случаях (при эксплуатации внутри помещений) этот параметр не оказывает заметного влияния на потребительские свойства керамической плитки. Совершенно иная ситуация складывается при использовании плитки вне помещения: морозостойкость керамических изделий напрямую зависит от водопоглощения материала [7, 3].

Еще один важный критерий качества плитки, установленный европейскими нормами, - формат и внешний вид. Плитка должна иметь четко установленные размеры, абсолютно правильные углы, идеально ровную поверхность. Для глазурованной плитки очень важна равномерность глазурованного покрытия: одинаковая прокрашенность, отсутствие подтеков или белесых краев. Необходимо отметить, что плитка одного и того же артикула может отличаться двумя параметрами - тоном и калибром.

Тон - это хроматическая тональность данной партии плиток. При промышленном производстве плиток по причинам технологического свойства практически невозможно добиться того, чтобы все плитки были идентичной тональности. Обычно обнаруживаются небольшие расхождения в цвете.

Они становятся очевидными лишь при сопоставлении плиток друг с другом, причем во всем остальном плитки идентичны. Поэтому по окончании производственного цикла, еще до упаковки, производится сортировка, в ходе которой не только выбраковываются экземпляры с дефектом, но и группируются плитки, однородные по тону. Во многих случаях тон указан буквой, проштампованной на упаковке (например, тон А, тон В).

Калибр - это фактический (производственный) размер плитки в мм (W). По причинам, названным ранее, и особенно при производстве плиток с очень плотной основой на выходе из печи изделия могут отличаться по размерам. В таком случае они также сортируются по партиям одинакового размера с допуском разницы, устанавливаемой нормой. Фактический размер указывается на упаковке рядом с номинальным для данной плитки: например, 20×20 см (W 198×198 мм), где 198 и есть фактический размер; или 20×20 см - калибр 01 [8, 14, 15].

Очень важный параметр качества - сопротивление плитки растрескиванию. Плитка с так называемой цекой (мелкая паутинка трещин) является бракованной. Отклонения от установленных норм допускаются, но только микроскопические. От несоответствия плитки этим параметрам напрямую зависит ее сорт.

По международным нормам вся маркировка изделий 1-го сорта выполняется красной краской, 2-го сорта - синей, 3-го - зеленой.

Следует иметь в виду, что образование микротрещин на глазурованной поверхности плитки может быть вызвано некоторыми особыми условиями окружающей среды или эксплуатации. Этот дефект может уже присутствовать в плитке на момент укладки или проявиться позднее и может быть связан с несоответствием изделия требованиям норм или неквалифицированной укладкой (неправильно выбранные клеи и раствор, их нанесение в чрезмерном количестве и т.д.) [7].

Термогигрометрические характеристики

Термогигрометрические характеристики - это стойкость к низким температурам; стойкость к тепловым ударам; стойкость к резким перепадам температур; тепловое расширение; расширение под воздействием влаги; стойкость к образованию кракелюроз.

Иными словами, в данную группу объединены характеристики стойкости по отношению к определенным температурным и влажностным условиям.

Стойкость к низким температурам - это способность керамической плитки выдерживать высокую влажность при температуре не выше 0 °С. Данная характеристика не имеет значения применительно к керамической плитки, предназначенной для облицовки внутри помещения. Международный стандарт для стойкости к низким температурам - EN ISO 10545.12. В первую очередь данный параметр зависит от водопоглощения материала.

Плотная плитка с низким водопоглощением отличается большей стойкостью к низким температурам. Из-за плотной структуры влага не впитывается плиткой, что исключает ее разрушение изнутри в результате превращения влаги в лед, обладающим меньшей плотностью и соответственно большим объемом. Однако не всякая пористая плитка является уязвимой к низким температурам. Так, экструдированная неглазурованная плитка котто с водопоглощекием, достигающим 15%, способна выдерживать низкие температуры без особого ущерба для себя. Причина - в особой форме и размерах пор, а также характере их распределения [18].

Стойкость к тепловым ударам - это стойкость к резким, повторяющимся скачкам температуры. Применительно к облицовочному покрытию это качество означает способность плитки переносить без разрушения и потери эстетических качеств временные контакты с нагретыми или, наоборот, охлажденными предметами. Данное качество особенно важно для кухонной плитки.

Тепловое расширение - это способность материала изменять размеры в условиях изменения температурного режима: расширяться - при повышении температуры и сжиматься - при ее понижении. Для керамической плитки коэффициент линейного теплового расширения соответствует следующей величине: при повышении температуры на ГС облицовка из керамической плитки удлиняется на 4-8 сотых миллиметра из расчета на каждый метр исходной длины [4].

Особенно важно тепловое расширение для плитки, предназначенной для наружной облицовки, так как снаружи помещения температура претерпевает довольно значительные колебания. Чтобы предотвратить разрушение наружной облицовки, особенно на большой площади, предусматривают специальные температурные швы.

Расширение под воздействием влаги - увеличение размеров керамической плитки в условиях повышенной влажности (в мм/м). Расширение под воздействием влаги обусловлено пористой структурой плитки.

Стойкость к образованию кракелюров тестируется только у глазурованной плитки. Кракелюры - это микроскопические трещины в толще глазури. Они либо появляются в процессе эксплуатации плитки, и в данном случае являются дефектом, либо наносятся на глазурь специально с целью создания эффекта «старения». Но и во втором случае кракелюры нарушают непрерывность глазури, а значит, и водопроницаемость плитки. Причин образования кракелюров в процессе эксплуатации может быть несколько. Например, несоответствие коэффициентов линейного расширения основы и глазури, неправильная укладка плитки (в частности на плохой раствор), эксплуатация плитки в определенных температурных и гигрометрических условиях [5, 11].

Химические характеристики

Химические характеристики связаны с сопротивляемостью керамической плитки агрессивному воздействию веществ, способных войти в соприкосновение с ее поверхностью. Речь идет о следующих свойствах плитки: стойкости к воздействию химических реагентов (кислот и щелочей); стойкости к образованию пятен.

Химические характеристики керамической плитки являются характеристиками ее поверхности и зависят главным образом от структуры и прочих параметров поверхностного слоя. Чем более пористой является поверхность плитки, тем ниже ее стойкость к воздействию агрессивных сред, так как она активно впитывает в себя химические реагенты и грязь. Более того, форма пор затрудняет удаление химических реагентов и грязи с поверхности плитки.

В связи с вышесказанным становится очевидным, что глазурованная плитка с точки зрения химической стойкости является более предпочтительной, чем неглазурованная. Не пропускающая жидкость глазурь делает поверхность керамической плитки более плотной и неуязвимой для некоторых химических веществ, особенно щелочей. В целом защитная способность глазури во многом зависит от ее цвета (некоторые пигменты делают плитку уязвимой к действию кислот) и наличия рисунка. В некоторых случаях поверхность плитки намеренно пропитывают защитными составами [3].

Стойкость к воздействию химических реагентов подразумевает стойкость поверхности керамической плитки к воздействию химически агрессивных веществ, нарушающих эстетические достоинства плитки и приводящих к ее разрушению. Речь идет о кислотах и щелочах, а также продуктах, включающих эти вещества в свой состав (в том числе моющих средствах, продуктах питания и пр.).

Химические реагенты могут оказывать на керамическую плитку двойственное воздействие:

с поверхностью плитки или одной из ее составляющих в химическую реакцию (большинство покрытий керамической плитки являются химически инертными, а потому применительно к ним данное воздействие неактуально);

впитываться в поверхность плитки и оставаться в ней на протяжении длительного времени.

Наибольшей стойкостью к воздействию химических реагентов отличаются керамогранит и в чуть меньшей степени клинкер, которые обжигают при высоких температурах, благодаря чему плитка приобретает не только плотную структуру, но и химическую инертность.

Стойкость к образованию пятен - это частный вариант стойкости к воздействию химических реагентов, а именно стойкость к веществам, вызывающим образование пятен. В целом керамическая плитка относится к тем облицовочным материалам, которые отличаются повышенной стойкостью к образованию пятен и легко поддаются чистке, что во многом и определяет ее популярность.

Наибольшей стойкостью к образованию пятен обладают плитки с плотной структурой. Ибо чем плотнее поверхность плитки, тем меньше возможностей для проникновения в нее пятнообразующих веществ.

По критерию устойчивости к агрессивным средам выделяют несколько классов керамической плитки:

АА - нет изменений внешнего вида;

А - незначительные изменения внешнего вида;

В - средние изменения внешнего вида;

С - частичная потеря внешнего вида; - полная потеря внешнего вида.

Это совсем не означает, что плитка класса С обязательно потеряет свой внешний вид до безобразного состояния. Многое зависит оттого, как вы будете ухаживать за облицовочным покрытием, и будете ли это делать вообще. Понятно, что в заботливых руках даже плитка класса D будет долго сохранять свои декоративные достоинства [4, 5].

ОТДЕЛОЧНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Керамику в роли отделочного материала применяют издавна и очень широко. Это объясняется как декоративностью керамики, так и ее стойкостью, и долговечностью. Облицовка керамикой не только придает декоративность, но и защищает конструкцию от внешних воздействий.

Различают отделочную керамику для наружной и внутренней облицовки, а также для покрытия полов. Для каждой области применения используют керамику с различным строением черепка (плотным или пористым) и соответственно с разными свойствами. Материалы для наружной облицовки зданий и сооружений включают в себя лицевой кирпич, крупноразмерные облицовочные плиты и архитектурные детали (терракоту) и плитки различных размеров [8, 2].

Лицевой кирпич отличается от обычного тем, что у него ложок и тычок (или оба тычка) имеют повышенное качество поверхности: гладкая без дефектов поверхность, ровная окраска, возможна рельефная обработка поверхности или ее офактуривание (глазурование, ангобирование). Лицевой кирпич изготовляют как из беложгущихся, так и из красножгущихся глин. Придание требуемого цвета возможно окрашивающими добавками (оксиды железа, марганца и т.п.). Сырьевая масса для лицевого кирпича готовится более тщательно: недопустимо присутствие крупных каменистых включений, особенно известняковых [1].

Марки по прочности у лицевого кирпича такие же, как и у обычного; морозостойкость несколько выше: не ниже F25. Как правило, лицевой кирпич - пустотелый. Лицевым поверхностям кирпича можно придавать рельеф обработкой влажных сырцовых заготовок гребенками или рельефными валками. Декорируют лицевой кирпич ангобированием и двухслойным формованием. Эти методы позволяют экономить дефицитные бело-жгущиеся глины и пигменты [9].

Особенно декоративен глазурованный кирпич. Глазурь позволяет получать любые цветовые оттенки и сохранять их яркость в течение длительного времени; она почти не загрязняется и легко моется. Долговечность такой отделки - десятки и сотни лет. Для зданий с кирпичными стенами отделка лицевым кирпичом - самый эффективный вид отделки, так как она одновременно является частью стены и выполняет все ее функции.

Керамические плиты и плитки для фасадной отделки выпускают в широком ассортименте размеров, цветов и фактуры поверхности. Коврово-мозаичная плитка очень облегчает отделку стен: путем простого втапливания ковра в раствор (или бетон) и последующего смывания бумаги после затвердевания раствора. Такая отделка может производиться как на заводе одновременно с формованием стеновых панелей, так и в построечных условиях по свежеуложенной штукатурке [9, 11].

Плитки керамические фасадные применяют для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, подземных переходов и других элементов зданий и сооружений. Плитки выпускают различных размеров (от 120 65 до 300 200 мм), цветов и фактуры поверхности. Плитки изготовляют методом полусухого и пластического прессования. Морозостойкость плиток F35 и F50. Тыльная сторона плиток имеет рифление для обеспечения сцепления с раствором (бетоном) (рис. 1.).

Рисунок 1. Плитка керамическая фасадная

Крупноразмерные керамические плиты размером от 500 500 мм до 600 1200 мм и толщиной до, 10 мм имеют плотный, полностью спекшийся черепок с очень низким водопоглощением (менее 1%). Такая структура достигается тщательным подбором сырьевых материалов (глин и добавок), прессованием плит из сырьевой массы с малой влажностью (не более 5-6%) при очень большом давлении (до 50 МПа); обжиг плит производится при температуре до 1300 . Полученные таким образом плиты напоминают каменный материал и характеризуются высокой морозо- и износостойкостью [16].

Плиты могут иметь матовую и полированную поверхность различных цветов, часто со структурой, напоминающей фанит. По этой причине и за высокие физико-механические свойства такие плиты получили название керамогранит.

Крупноразмерные керамические плиты крепят на фасадах с помощью металлических раскладок на некотором относе от стены - это так называемые вентилируемые фасады. Кроме отделки фасадов, плиты типа керамогранит используют для покрытия полов в общественных зданиях (магазинах, выставочных залах и т.п.), в жилых зданиях в местах общего пользования и прихожих в качестве полноценной замены плит из природного камня. Еще одна область применения подобных плит - кровельный материал ардогрес - искусственный сланец [18].

Терракота (от лат. terra cotta - жженая земля) - крупноразмерные облицовочные изделия в виде плит, частей колонн, наличников и других архитектурных деталей. Терракота возникла в Древней Греции как замена облицовки из натурального камня. Впоследствии в различные исторические периоды терракота многократно входила в моду и широко использовалась в строительстве. Последний период увлечения терракотовой облицовкой в нашей стране пришелся на 40-50-е годы. В этот период терракотовые плиты и архитектурные детали использовались для облицовки зданий Московского университета (МГУ), всех высотных домов в Москве и многих многоэтажных жилых домов того периода в Москве, Киеве и других крупных городах.

Терракота - очень долговечный и декоративный облицовочный материал, незначительно уступающий природному камню по свойствам, но значительно менее трудоемкий в производстве. Терракотовые изделия формуются из пластичных глиняных масс: плиты на ленточных прессах, а архитектурные детали с помощью форм (гипсовых, деревянных и металлических). Физико-механические показатели терракотовых изделий: марка по прочности - не ниже 100 кгс/см², морозостойкость не менее F50 [17, 19].

Плитку для внутренней облицовки выпускают разнообразных типоразмеров. Чаще других используют плитку размером 150 150 мм и 200 300 мм, кроме плиток, выпускают фасонные элементы: фризы, уголки и т.п. Такую плитку часто называют кафельной. Это название пошло от фаянсовых изделий коробчатой формы с глазурованной поверхностью (от нем. Kachel - глиняная плошка), использовавшихся в XVII-XIX вв. для облицовки печей в жилых и общественных зданиях; по-русски их называли изразцами (от старослав. образить - украсить) (рис. 2.).

Рисунок 2. Печной изразец (кафель) (вид с тыльной стороны)

Плитки для внутренней облицовки имеют пористый черепок и с лицевой стороны покрыты глазурью. Глазурь не только придает плиткам декоративный вид, но и делает их водостойкими, химически стойкими и гигиеничными. Такие плитки широко применяют для облицовки стен: санитарно-технических узлов и кухонь в жилых и общественных зданиях, в больницах, на предприятиях пищевой и химической промышленности, вестибюлей и лестничных клеток (рис.3.). Нельзя использовать их для настилки полов (глазурь легко царапается) и наружной облицовки (пористый черепок зимой быстро вызовет разрушение плиток) [20, 22].

Плитки для полов должны обладать высокой износостойкостью и минимальным водопоглощением, поэтому их изготовляют из тугоплавких глин методом сухого или полусухого прессования, обжигая их до полного спекания. Такие плитки почти не имеют пор и практически водонепроницаемы. В соответствии со стандартом их водопоглощение не должно быть выше 4 % (как правило, оно не более 1-2%). Такие плитки часто называют метлахские (от названия немецкого города Mettlach, где было одно из первых производств подобных плиток) [21].

Плитки могут быть окрашены в массе или иметь окрашенным только верхний слой. Поверхность плиток большей частью гладкая, но производят плитки и с фактурной поверхностью (например, имитирующие грубообработанный камень или древесину). Плитки отличаются высокой износостойкостью и прочностью, стойки к действию воды и химических реагентов, декоративны и легко моются. Размеры плиток: от самых мелких (23 23 мм) мозаичных до плиток среднего размера (300 300 мм). Для полов общественных зданий, торговых центров, выставочных залов и т.п. используют крупноразмерные (до 600 600 мм) плиты из керамогранита. В роли материала для полов керамическая плитка отличается высоким теплоусвоением: такое покрытие пола называют холодным [6,9].

В странах с теплым климатом (Южная Европа, Египет, Сирия и т.п.) полы из керамической плитки применяют во всех помещениях, включая гостиные и спальные комнаты. В России полы из плиток принято устраивать в помещениях с сырым режимом эксплуатации и повышенными гигиеническими требованиями (санитарно-технические узлы, лаборатории, больницы, пищеблоки и т.п.) [2, 5].

Рисунок 3. Отделка стен и пола керамическими плитками

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В строительной отрасли большое распространение имеют керамические стеновые изделия. Такая популярность объясняется рядом положительных свойств, а именно высокой прочностью, долговечностью, морозостойкостью, паропроницаемостью, простотой изготовления, а также повсеместным распространением сырья для их производства.

Керамические плитки по долговечности и высоким декоративным качествам превосходят многие виды отделочных материалов для внутренней и внешней отделки жилых, промышленных и общественных зданий и сооружений. Несмотря на то, что выпуск отечественных плиток в настоящее время не велик, потребность в них огромна, и в производство плиток постоянно расширяется. Возрастает необходимость выпуска декорированных плиток для внутренней облицовки стен и крупноразмерных офактуренных напольных и фасадных плиток. Развитие производства керамических плиток идет по пути совершенствования высокопроизводительной поточно-конвейерной технологии.

Облицовка керамикой - один из самых экономически эффективных видов отделки фасадов и интерьеров зданий. Хотя первоначальная стоимость такой облицовки выше многих других видов отделки, но с учетом очень высокой долговечности керамики, в пересчете на один год эксплуатации, керамическая облицовка оказывается выгоднее большинства видов отделки. К несомненным достоинствам такой облицовки необходимо отнести архитектурную выразительность. Облицовка керамикой не только придает декоративность, но и защищает конструкцию от внешних воздействий.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

Комар А.Г. Строительные материалы и изделия: учебник для инженерно-экономических специальностей строительных вузов, 5-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1988. 527 с.

Микульский В.Г. Строительные материалы и изделия. М.: АСВ, 2009. 520 с.

Химическая технология керамики / Под ред. И. Я. Гузмана. — М. : ООО РИФ «Стройматериалы», 2012. — 496 с.

Крупа А. А., Городов В. С. Химическая технология керамических материалов. — Киев -Высшая шк., 1990. — 399 с.

Салахов А. М., Салахова Р. А. Керамика для технологов. — Казань : Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2010. — 232 с.

Кульметьева В. Б., Порозова С. Е. Керамические материалы: получение, свойства, применение / Пермь : Изд-во Пермского гос. технического ун-та, 2009. — 236 с

Кошляк Л. Л., Калиновский В. В. Производство изделий строительной керамики. — М. : Высшая школа, 1990. — 207 с.

Никулин А. Д., Шмитько Е. И., Зуев Б. М. Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий. — Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. архитектур.-строит. ун-та, 2004. — 333 с.

Баженов Ю. М. и др. Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий. — М. : Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2005. — 472 с.

Строительные материалы: Справочник/А.С.Болдырев, П.П.Золотова.-М.:Стройиздат, 1989.-567 с.: ил.

Зверев В.Б. Строительная керамика с использованием побочных продуктов промышленности. /Б.В. Зверев. //Строительные материалы из попутных продуктов промышленности. – Л.: ЛИСИ. – 1978. С. 40-54.

Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. Учебник для вузов / Роговой М.И. - М., Стройиздат, 1974 - 169 с.

Гудков Ю.В. Пути повышения эффективности производства изделий стеновой керамики / Ю.В. Гудков, В.Н. Бурмистров // Строительные материалы. - 2005. - № 2. - С. 14-16.

Коляда С.В. Промышленность строительных материалов в 2002г. / С.В. Коляда // Строительные материалы. - 2003. - № 2. - С. 2-5.

Лыгина Т. З. Состояние производства стеновых керамических материалов в Российской Федерации. /Т. З. Лыгина // Строительные материалы. – 2009. - №3. – С. 10-12.

Алимов Л.А., Воронин В.В. Строительные материалы: учебник для бакалавров. М.: Академия, 2012. 320 с

Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Стройиздат (Ленингр. отд-ние), 1975. 592 с.

Величко Е.Г. Строение и основные свойства строительных материалов: учебное пособие. М.: ЛКИ, 2014. 496 c

Захаров А.И. Основы технологии керамики: учебное пособие. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2005. С. 79.

Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы: учебник для вузов. М.: Студент, 2012. 440 с

. Киреева Ю.И. Строительные материалы: учебное пособие. Минск: Новое знание, 2005. 399 с.

. Домокеев А.Г. Строительные материалы: учебник для строительных вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1989. 495 с.

Код для цитирования: Скопировать