Конспект лекций по курсу «Строительные материалы и изделия»

Сушка изделий

Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5-6% во избежании неравномерности усадки , искривлений и растрескиваний при обжиге.
Прежде сырец сушили в естественных условиях в сушильных сараях в течение 2-3 недель в зависимости от климатических условий.
Сейчас сушка производится искусственно в тоннельных непрерывного действия или камерных периодического действия сушилках в течение от нескольких часов до 72 (в зависимости от свойств сырья и влажности сырца). Сушка производится при начальных температурах теплоносителя отходящих газов от обжиговых печей или подогретого воздуха 120-150 С.
Обжиг изделий
Завершающий и важнейший процесс в производстве керамических изделий. Разделяется на 3 периода:

1. 
   подогрев сырца
   
2. 
   собственно обжиг
   
3. 
   регулируемое охлаждение
   

при нагреве сырца до 120 ⁰С удаляется физически связанная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства сохраняются.
От 450-600 ⁰С – происходит отделение химически связанной воды, разрушение глинистых минералов и глина переходит в аморфное состояние.
При дальнейшем повышении температуры выгорают органические примеси, добавки и керамическая масса безвозвратно теряет свои свойства.
При 800 ⁰С начинается повышение прочности изделия.
При 1000 ⁰С возможно образование новых кристаллических силикатов. Происходит уплотнение и усадка массы при нагреве до 1200 ⁰С. Эта усадка называется огневой, составляет 2-8%.
После остывания изделие приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность.
Свойство глин уплотнятся при обжиге и образовывать камнеподобный черепок называется спекаемостью глин.
От назначения обжиг изделия ведется до различной степени спекания. Спекшейся считается черепок с водопоглощением менее 25%. Большинство строительных изделий обжигаются до получения черепка с неполным спеканием в определенном температурном интервале от температуры огнеупорности до начала спекания, называемом интервалом спекания.
Интервал спекания для легкоплавких глин от 50 до 100 ⁰С.
Для огнеупорных - до 400 ⁰С. Чем выше интервал спекания, тем меньше опасность деформации и растрескивания изделий при обжиге. Интервал температуры обжига лежит в пределах от 900 до 1100 ⁰С для кирпича, камня, керамзита. От 1100-1300 ⁰С для клинкерного кирпича, плиток, полов, гончарных изделий, фаянса.
1300-1450 ⁰С - фарфоровые изделия
1300-1800 ⁰С - огнеупорная керамика
по температуре плавления керамические изделия подразделяются:

• 
  легкоплавкие (менее 1350 ⁰С)
  
• 
  тугоплавкие (1350-1580 ⁰С)
  
• 
  огнеупорные (1580-2000 ⁰С)
  
• 
  высшей огнеупорности (более 2000 ⁰С)
  

Материал из которого состоят керамические изделия после обжига называют керамическим черепком.
Стеновые материалы
По виду изделий стеновые каменные материалы делят на:

1. 
   кирпич керамический и силикатный из трепелов и диатомитов. Полнотелый и пустотелый, массой 4,4 кг
   
2. 
   камни керамические, силикатные, бетонные: пустотелые и полнотелые (16 кг)
   
3. 
   мелкие блоки керамические, силикатные, бетонные: пустотелые и полнотелые (40 кг)
   

По назначению:

• 
  рядовые (для кладки внутренних и наружных стен)
  
• 
  лицевые (для облицовки стен)
  

По способу изготовления:

• 
  пластический
  
• 
  полусухой
  

По виду сырья:

• 
  глина
  
• 
  трепел
  
• 
  диатомиты
  

По теплотехническим свойствам и плотности:

1. 
   эффективные с высокими теплотехническими свойствами (кирпич с плотностью до 1400 кг/м, камни не более 1450 кг/м)
   
2. 
   условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций (кирпич плотностью 1400 и камни плотностью 1450-1600)
   
3. 
   обыкновенный кирпич (плотность 1600)
   

кирпич керамический

Сплошной и пустотелый

Пластического и полусухого прессования
Представляет собой искусственный камень, изготовленный из глины с добавками или без и обожженный. По внешнему виду кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами, углами и ровными гранями.
Кирпич одинарный (250-120-65)
Утолщенный (250-120-88)
Модульный с пустотами (288-138-65)
Кирпич можно изготовлять сплошным и пустотелым, а камни – только пустотелыми. Кирпич пустотелый с круглыми дырками или прямоугольными пустотами, вертикально расположенными относительно постели
Камни керамические с вертикальным расположением пустот:

• 
  обыкновенный (250-120-138)
  
• 
  укрупненный (250-138-138)
  
• 
  модульный (250-250-138)
  

с горизонтально расположенными пустотами:

• 
  (250-250-120)
  
• 
  (250-250-80)
  

от предела прочности при сжатии кирпич и камни подразделяют на марки: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75
по морозостойкости: 15, 25, 35, 50
Условные обозначения кирпича и камня
КР 100 /1650 /15 /ГОСТ 530-80
КР – кирпич керамический рядовой планомерный
100 – марка
1650 – плотность
15 – морозостойкость
КРП – кирпич керамический пустотелый
КРП ЭУ – камень керамический пустотелый эффективно укрупненный

Кирпич и камни должны быть с ровными гранями на лицевой поверхности. Поверхность грани может быть рифленая, а углы закруглены радиусом до 15 мм. Пустоты могут располагаться параллельно или перпендикулярно постели. Толщина наружных стенок не менее 12 мм.

Недожог или пережег не допускается; водопоглощение полнотелого кирпича > 8%, а у пустотелого > 6% высушенного до постоянной массы
Кирпич и камни высшей категории должны быть условно эффективны: марка по прочности полнотелого > 150, по морозостойкости >25
Для пустотелого > 100 по прочности
К внешнему виду повышенные требования. Кирпич и камни пористо-пустотелые и пустотелые применяют для наружной и внутренней стен, изготовления крупных стеновых блоков и панелей
Не рекомендуется для фундамента, цоколей, и стен мокрых помещений
Качество сырья:
Легкоплавкие глины с содержанием 50-70% кремнезема
Кирпич и камни керамические специального назначения:
- кирпич керамический лекальный применяют для кладки промышленных дымовых труб и футировки труб в случае нагрева кирпича дымовыми газами до 700 ⁰С. Изготавливают по пластичному способу. Длина от 80 до 225 мм с радиусом кривизны 850-190 мм
марки по прочности: 100, 125, 150
водопоглощение – 8%, морозостойкость – 15
- кирпич для дорожных одежд
размер (220-110-65). Получают из глины путем формования и последующего обжига до полного спекания но без застекления поверхности
сырье: тугоплавкие глины с большим интервалом спекания до 1000 ⁰С

свойства:

марка по прочности 1000, 600, 400
морозостойкость 30, 50, 100
водопоглощение 2-6%
коэффициент износа 14-18%
- камни для канализационных сооружений
должны обладать высокой плотностью, трапециидальной формой, прочность при сжатии - 20 МПа
применяется для подземных коллекторов.

КЕРАМИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ СТЕН

Панели для наружных стен выпускают одно- и двухслойными.
Двухслойные (толщина 260 мм) состоят из кирпича (толщина 120 мм) высокоэффективного утеплителя (минераловатная плита, фибролит, пеностекло - толщина 100 мм) и 3 слоя цементного раствора (40 мм).
Лицевая сторона стеновой панели может быть отделана тонкой керамической плиткой толщиной 4 мм, тогда растворные слои – 36 мм.
Однослойные панели изготовляют из пустотелых керамических камней. Общая толщина – 300 мм
В том числе керамические камня – 250 мм, керамзитобетонного заполнителя – 25 мм, раствора – 25 мм.
Изготовление панелей ведут горизонтальной и вертикальной кладкой. Панели для внутренних стен изготавливают из кирпича, их армируют металлическими каркасами, толщина 140 мм состоит из толщины кирпича 120мм и двух слоев раствора по 10 мм. Масса перегородочной панели не более 2 тонн.