XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Основным сырьевым материалом для производства керамики является глинистое сырье, от качества которого в первую очередь зависят свойства керамики. Одним из основных показателей качества глин является пластичность, т.е. способность принимать и сохранять форму при затворении с водой с последующими сушкой и обжигом. Пластичность зависит от содержания в глине глинистого вещества и от

размеров частиц. Чем выше содержание глинистого вещества и мельче частицы, тем более пластична глина. По степени пластичности глины делятся: на высокопластичные, водопотребность которых более 28 %; среднепластичные, имеющие водопотребность 20…28 %, и малопластичные с водопотребностью менее 20 %.

Наиболее низкокачественными являются малопластичные глины, поэтому они практически не востребованы керамическими производствами, отличаются низкой стоимостью и большими запасами в природе. В тоже время их использование возможно за счет введения функциональных добавок, поэтому использование таких глин актуально и обоснованно. Для улучшения спекаемости глин и повышения их трещиностойкости в состав керамичсеких шихт вводы различные плавни и флюсующие добавки.

Одной из таких добавок является борная кислота, которая является легкоплавким соединением с температурой плавления 170,9 °С, позволяет значительно понизить температуру жидкофазного спекания и повысить количество стекловидной фазы. В сочетании с веществами, способными образовывать стекловидную фазу, борная кислота позволяет получить эффект самоглазурования поверхности изделий, существенно повысить прочность и морозостойкость, снизить водопоглощение изделий, а также позволяет повысить их кислотоупорность и термостойкость.

Наиболее простым веществом, являющимся источником стекловидной фаз, является стеклобой, который в случае отходов потребления является маловостребованным, а, следовательно его утилизация и использование в данном случае в керамической шихте является актуальным и обоснованным. Важным фактором при производстве строительных керамических изделий является возможность снижения их плотности и повышения энергоэффективности. Для достижения этих целей интерес представляет трепел, который позволяет повысить пористость материала при сохранении достаточно высоких прочностных показателей.

Плитки для облицовки стен

В зависимости от используемого сырья плитки для облицовки стен делят на два вида: майоликовые и фаянсовые.

Майоликовые облицовочные плитки изготавливают из легкоплавких глин с добавкой до 20% углекислого кальция в виде мела. При обжиге плиток получают пористый черепок, лицевую поверхность которого покрывают глазурью, а на тыльную сторону наносят бороздки для лучшего сцепления с поверхностью. Сырьевую массу для майоликовых плиток тщательно перемешивают. Формуют плитки на рычажном прессе, затем их сушат и обжигают; далее плитки покрывают глазурью и вторично обжигают. Слой глазури придает плиткам водонепроницаемость и высокие декоративные качества.

Глазури имеют разный состав: они бывают прозрачные и непрозрачные (глухие), глянцевые и матовые, белые и цветные, тугоплавкие и легкоплавкие. Прозрачная глазурь придаёт лицевой поверхности плитки блеск, однако цвет её остаётся таким же, как цвет черепка, а непрозрачная (глухая) глазурь придаёт лицевой поверхности плитки цвет, отличный от цвета черепка. Глухие глазури могут иметь самый разнообразный цвет – от белого до чёрного. Тугоплавкие глазури применяют для покрытия фарфоровых изделий и состоят из каолина, кварца и полевого шпата, а легкоплавкие глазури – из легкоплавких глин с добавкой мела и оксидов железа. Ими покрывают облицовочный кирпич, черепицу, канализационные трубы. Цветные глазури получают при введении в их состав красящих оксидов или солей металлов. Глазури применяют в виде суспензий, которые наносят на керамические изделия пульверизатором или кистью. Покрывать глазурью можно как предварительно обожженные изделия, так и сухой сырец. Лучшее качество глазури получают при нанесении её на обожжённые изделия.

Фаянсовые плитки изготавливают из огнеупорных глин с добавкой кварцевого песка и плавней – веществ, понижающих температуру плавления (обычно полевого шпата и известняка или мела). Плитки имеют белый или слабо окрашенный черепок, лицевая поверхность покрыта белой и окрашенной, прозрачной или глухой глазурью. Тыльной стороне облицовочных плиток придают рифлёную поверхность.

Плитки в зависимости от формы бывают квадратные, прямоугольные и фасонные для углов, облицовки карнизов и плинтусов. Для внутренней облицовки применяют плитки длиной 150 мм, шириной 25, 50, 75 и 150 мм. Толщина плиток должна быть не более 6 мм, а плинтусных – не более 10 мм; плиток, изготовляемых из легкоплавких глин не менее 12 мм.

К качеству плиток для внутренней облицовки стен предъявляют высокие требования. Плитки должны иметь правильную геометрическую форму, чёткие грани и углы, не иметь выпуклостей, выбоин и трещин, должны быть термически стойкими, т.е. будучи нагреты до температуры 100^◦ С, а затем помещены в воду с температурой 20^◦ С, не должны иметь на глазурованной поверхности трещин, околов глазури и цека – сетки мелких трещин. Водопоглащение плиток не должно быть более 16%.

Сырьём для изготовления плиток обычно служат массы из пластичной глины, каолина, кварца и полевого шпата. При производстве облицовочных плиток (Приложение 1) поступающие из карьера сырьевые материалы освобождают от посторонних примесей, подсушивают, дозируют по массе и направляют в шаровые однокамерные мельницы для измельчения и перемешивания с водой до образования суспензии, которую пропускают через вибрационные грохоты и направляют в сборник, оборудованный пропеллерным смесителем. Из сборника суспензию подают мембранным насосом под давлением до 1,2 МПа в форсунки вверх с влажностью 40…50%, а затем попадает в среду с температурой 300…350^◦ С и высушивается, превращаясь в гранулы крупностью до 1…1,5 мм и влажностью до 7%. Эти гранулы оседают в нижнем конусе сушила и, проходя через сито, поступают в бункер вылеживания, а оттуда на конвейерную линию.

Конвейерная линия состоит из прессового участка (Приложение 1), цепного или сетчатого транспортёра, по которому плитка поступает в сушильные камеры, участка глазурования и роликовых обжиговых печей туннельного типа. Обожжённую плитку сортируют по размерам, цвету, типу и сорту и упаковывают в ящики. Плитки применяют для внутренней облицовки стен в санузлах, кухнях и других помещениях с повышенной влажностью.

Список литературы

1. «Строительные материалы», учеб.для вузов / под ред. Г.И. Горчакова. – М.: Высшая школа, 1982.

2. «Строительные материалы и изделия», учеб. для вузов, Л.Н. Попов.