Строительная керамика. Производство кирпича и огнеупоров
| Примечание | от редактора: не показана часть приложений |
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-25785.zip (946kb [zip], Скачиваний: 183) скачать |
Оглавление
TOC o "1-3" h z u Введение. PAGEREF _Toc167969176 h 3
1. Сущность строительной керамики. PAGEREF _Toc167969177 h 5
1.1. Понятие строительной керамики. PAGEREF _Toc167969178 h 5
1.2. Сырьевые материалы.. PAGEREF _Toc167969179 h 6
1.3. Свойства глин как сырья для керамических изделий. PAGEREF _Toc167969180 h 9
2. Особенности производства. PAGEREF _Toc167969181 h 12
2.1. Схема производства керамических изделий. PAGEREF _Toc167969182 h 12
2.2. Стеновые керамические изделия. PAGEREF _Toc167969183 h 15
2.3. Керамические изделия для наружной и внутренней облицовки………. PAGEREF _Toc167969184 h 27
2.4. Керамические изделия специального назначения. PAGEREF _Toc167969185 h 34
Заключение……………………………………………………………………...42
Список литературы.. PAGEREF _Toc167969186 h 44
Приложение 1………………………………………………………………...…45
Приложение 2……………………………………………………...……………52
Приложение 3…………………………………………………………………...59
[1]
Керамическими называют каменные изделия, получаемые из минерального сырья путем его формования и обжига при высоких температурах.
Термин «керамика» происходит (по П. П. Будникову) от слова «керамейя», которым в Древней Греции называли искусство изготовления изделий из глины. И теперь в керамической технологии используют главным образом глины, но наряду с ними применяют и другие виды минерального сырья, например чистые оксиды (оксидная техническая керамика). Керамические материалы – самые древние из всех искусственных каменных материалов. Черепки грубых горшечных изделий находят на месте поселений, относящихся к каменному веку. Возраст керамического кирпича как строительного материала более 5000 лет.
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.
В современном строительстве керамические изделия применяют почти во всех конструктивных элементах зданий, облицовочные материалы используют в сборном домостроении. Богатство эстетических возможностей керамики обеспечили ей видное место в отделке фасадов зданий и внутренних помещений. Керамические пористые заполнители – это основа легких бетонов. Санитарно-технические изделия, а так же посуду изфарфора и фаянса широко используют в быту. Специальная керамика необходима для химической и металлургической промышленности (кислотоупорные и огнеупорные изделия), электротехнике и радиоэлектронике (электроизоляторы, полупроводники и др.) ее применяют в космической технике.
Керамические строительные материалы в зависимости от их структуры разделяют на две основные группы: пористые и плотные. Пористые поглощают более 5% воды (по массе), в среднем их водопоглощение составляет 8 – 20% по массе или 14 – 36% по объему. Пористую структуру имеют стеновые, кровельные и облицовочные материалы, а так же стенки дренажных труб и т.д. Плотные поглощают менее 5% воды, чаще всего 1 – 4% по массе или 2 – 8% по объему. Плотную структуру имеют плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб и др.
По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды:стеновые изделия (кирпич, пустотелые камни и панели из них); кровельные изделия (черепица); элементы перекрытий; изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, малогабаритные и другие плитки, наборные панно, архитектурно-художественные детали); изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки и фасонные детали к ним – карнизы, уголки, пояски); заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит); теплоизоляционные изделия (ячеистая керамика); санитарно- технические изделия (умывальные столы, ванны, унитазы); плитка для пола; дорожный кирпич; кислотоупорные изделия; огнеупоры; изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).
Приведенная классификация показывает широкое распространение керамических материалов и изделий в строительстве.
[2]. Возникающее при сушке сырца ядро уплотнения вызывает растягивающие деформации, которые приводят к образованию трещин на гранях (рис. 2.7.). Нанесение ВЗС на лицевые грани позволяет вести сушку со стороны плашковых граней, что сопровождается деформациями сжатия, и трещины не образуются. В этом случае можно даже ужесточить режим сушки в определенных пределах. Еще одним положительным фактором такой обработки сырца является устранение высолов на лицевых поверхностях[3], что позволяет получить кирпич равномерного яркого цвета.
Рис. 2.7. Сушка кирпича сырца: а – без обработки; б – с обработкой наружных граней влагозадерживающими составами. Д – направления действия усадочных деформирующих сил. 1 – кирпич сырец; 2 – ядро уплотнения со свилевыми трещинами; 3 – разрывные трещины; 4 – волосяные трещины; 5 – угловые трещины; 6 – обработанные грани.
Рис. 2.8. Схема установки ШЛ 347: 1 – смеситель; 2 – эмульгатор; 3, 6 – электрогидроклапан; 4 – накопитель; 5 – мешалка лопастная; 7 – коллектор; 8 – сопло; 9 – валик подающий; 10 – брус глиняный; 11 – ролик приводной; 12 – валик дозирующий; 13 – валик контактирующий; 14 – измерительный блок.
Так почему же такой эффективный способ повышения качества кирпича не нашел широкого применения на действующих кирпичных заводах? Анализ рекомендованных устройств для реализации способа нанесения ВЗС приводит к выводу об их неработоспособности в условиях действующих предприятий. Например, подача ВЗС непосредственно в мундштук не позволяет получить равномерного покрытия, на брусе остаются не обработанные участки. Нанесение ВЗС напылением через форсунки требует серьезной вытяжной вентиляции, а форсунки часто забиваются. Излишнее нанесение ВЗС приводит к стеканию с тычковых граней на ленту транспортера, загрязняя ее.
Изучение опыта предприятий по использованию способа нанесения ВЗС привело к неутешительному выводу - в промышленности отсутствует работоспособное устройство для нанесения ВЗС, а применение предприятиями "доморощенных" приспособлений типа масляной тряпки на брусе, приводит к негативному результату и, соответственно, охлаждению интереса к этой теме.
2.2.2. Эффективные стеновые керамические изделия
Наружные стены из сплошного кирпича имеют надлежащие термические сопротивления при сравнительно большой толщине: 2 – 2,5 кирпича или 52 – 64см. Стены получаются тяжелыми – масса 1м2 стены составляет 800 – 1100кг. Такие стены нередко обладают излишней прочностью.
Производство пустотелых стеновых изделий требует меньше затрат на сырье и топливо, а поскольку ускоряется сушка и обжиг тонкостенных изделий, то соответственно повышается производительность сушилок и печей. Применение пустотелых керамических изделий позволяет уменьшить толщину наружных стен и снизить материалоемкость ограждающих конструкций на 20 – 30 %, сократить транспортные расходы и нагрузки на основание.
Пустотелый кирпич и керамические камни изготавливают из легкоплавких глин и глино – трепельных смесей с выгорающими добавками и без них. Пустоты в кирпиче или камне располагают перпендикулярно или параллельно постели, они могут быть круглыми и прямоугольными.
Размеры камней больше чем кирпича, поэтому их применение повышает производительность труда при кладке стен, а также приводит к уменьшению количества швов. Несмотря на большую пустотность керамических камней их марки такие же, как и марки сплошного кирпича, поэтому керамические камни применяют как для каркасных, так и для несущих стен.
После
введения новых требований по теплозащите зданий[4]
появился ряд публикаций, ставящих под сомнение возможность дальнейшего
применения кирпича в строительстве. Так, например, автор[5]
пишет: "Сооружение стен из кирпича становится бесперспективным, так как
при их плотности от 1000 до 1700 кг/м3 толщина наружных стен должна
быть доведена до 0,8-
Ситуация с критикой кирпича напоминает картину 60-х годов, когда в ходе индустриализации строительства все силы были брошены на освоение железобетонных изделий, а производство кирпича пришло в упадок.
В результате в настоящее время мы имеем огромное количество простаивающих производственных площадей заводов ЖБИ, ЖБК, ДСК и дефицит качественного кирпича, связанный с тем, что реконструкция кирпичного производства велась слишком медленными темпами.
Авторам, рассчитывающим толщину стен из
кирпича по его теплопроводности, хотелось бы посовето вать посчитать толщину
стены из пенополистирольной плиты, исходя из ее несущей способности. Толщина
такой стены получилась бы не менее
Наряду с этим, большинство специалистов понимает, что в современных условиях следует возводить комбинированные стены, 2-5-слойные, с использованием кирпича в качестве проверенного временем облицовочного и конструкционного материала[7]. "Полнотелые керамические
стеновые изделия могут быть экономически обоснованно использованы лишь в качестве облицовочных в сочетании с теплоэффективными изделиями"[8].
Изучая зарубежный опыт, мы видим, что страны с холодным климатом применяют 3- и даже 5-слойные стеновые конструкции (Канада), а в более теплых странах, например в Австрии, техническое развитие кирпичного производства направлено в основном на улучшение теплоизоляционных свойств кирпича, так как его можно использовать как теплоизоляционный материал только при низких требованиях к теплопередаче стены.
Практически все наружные стены в Литве в настоящее время выполняют 3-слойными, а теплопроводность кирпича при этом не оказывает существенного влияния на сопротивление стен теплопередаче[9].
Учитывая вышеизложенное, считаем необоснованной критику ГОСТ 530-95 и предложения ввести в качестве основного показателя коэффициент теплопроводности[10]. Так называемый эффективный или пустотелый кирпич при использовании в слоистых конструкциях практически ничего не дает для повышения сопротивления теплопередаче стены, а использование пустотелого кирпича в качестве лицевого должно быть исключено вовсе, так как приводит к снижению , капитальности стены.
Механические повреждения облицовочного слоя, выполненного из высокопустотного кирпича, приводят к образованию более глубоких выбоин, заметно снижающих общий эстетический вид поверхности. Как справедливо отмечается специалистами, основным направлением современной науки должно быть "обеспечение надежности и долговечности зданий и сооружений при накоплениях повреждений и неординарных техногенных и природно-климатических воздействиях"[11].
Поэтому в настоящее время появился целый ряд новых фасадно-облицовочных материалов, таких как керамический гранит, супер наполненные пластмассы, плиты из шлакокаменного литья, стеклофибробетон и др.
Рис 2.9.
Однако кирпич, в силу высокой степени апробации и повсеместной распространенности, в обозримом будущем сохранит свои позиции в качестве облицовочного и конструкционного материала. Различные теплоизоляционные материалы, используемые совместно с кирпичом, придают комбинированным (слоистым) стеновым системам необходимое сопротивление теплопередаче.
Некоторые возможные стеновые системы представлены на рис. 2.9. а, б, в, г, д, с.
Все варианты комбинированных стен (рис. 2.9.) представлены для толщины в 2,5 кирпича, за исключением рис. 2.9. а, где при применении высокоэффективных утеплителей и стеклопластиковых связей толщина стены может быть выполнена в 2 кирпича. Стены меньшей толщины значительно проигрывают в капитальности и устойчивости и в данной работе не рассматриваются.
На рис 2.9. б показана модифицированная колодцевая кладка, которая особенно эффективна с различными засыпками и заливными утеплителями. К тому же в последнее время разработан целый ряд мобильных заливных установок.
Штучные теплоизоляторы используют в совмещенной кладке (рис. 2.9. в), а менее эффективные теплоизоляционные заливные материалы могут быть применены по схеме рис. 2.9. г, где кирпичная кладка выполняет роль опалубки.
Стены из керамблоков "Победа-Кнауф" (рис. 2.9. д). облицованные кирпичом, несколько "не дотягивают" до требуемого сопротивления теплопередаче. Однако здесь может выручить отделка внутренней поверхности эффективными теплоизоляционными материалами.
И, наконец, для материалов низкой теплоэффективности, сочетающих и конструкционные свойства, применяется схема монолитной стены (рис. 2.9. е). Однако такие стены, как правило, теряют в долговечности и эстетичности.
Для различных теплоизоляционных материалов (см. приложение 3 таблицу 2.2.) и схем их применения (рис. 2.9.) определено сопротивление стен теплопередаче Rт.п. по формуле:
Rт.п. = S1/l1+ К*S2/l2,
где S1 и S2 - толщина конструкционного и теплоизоляционного слоя; l - теплопроводность конструкционного и теплоизолирующего слоя; К - коэффициент, учитывающий теплопотери в связях, перемычках и растворных швах.
Полученные данные, представленные в последней графе таблицы, позволяют обеспечивать необходимое сопротивление теплопередаче при выборе теплоизолирующего материала и варианта комбинированной стены.
Анализируя таблицу, можно отметить, что не все варианты использования приведенных материалов обеспечивают необходимый уровень теплозащиты. Так, например, пенобетон с высокой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности не может быть использован даже по схеме рис. 2.9. e для монолитной стены, а аэрированный легкий бетон также не обеспечивает необходимую теплозащиту. Пенобетон высокой пористости с от 0,04 до 0,075 при заливке колодцевой кладки по схеме рис. 2.9. б или рис. 2.9. г не только с некоторым запасом обеспечивает необходимую теплозащиту, но и представляется одним из самых эффективных вариантов по себестоимости.
При составлении таблицы хотелось бы привести данные о стоимости 1м2 различных стен, так как себестоимость является одним из основных параметров для сравнения различных стеновых конструкций и материалов, однако в связи с отсутствием устоявшихся цен авторы редко приводят их в своих публикациях.
При разработке комбинированных стен из стеновых материалов следует учитывать как общие, так и индивидуальные требования к свойствам материалов в зависимости от их назначения. В конструкции комбинированной стены функционально необходимо 4 слоя, однако возможно и меньшее число слоев при совмещении одним из них нескольких близких функции. Например, кирпич может быть использован в качестве конструкционно-облицовочного слоя. Возможно и большее число слоев, если теплоизоляционный слой выполняется из двух видов материалов, например из плит ППС и более огнестойкой минераловатной плиты с прокладкой между ними.
Отделочный внутренний слой выполняется, как правило, из нескольких видов материалов и может вносить существенную добавку к сопротивлению теплопередаче стены, особенно в случае недостаточности теплоизоляционного слоя.
Отдельно хотелось бы затронуть вопрос проветривания стен, который в последнее время поднимается многими авторами, занимающимися оптимизацией комбинированных стеновых конструкций. Группа авторов, например[12], считает, что "полноценная в эксплуатационном плане 3-слонная стена должна включать воздушную прослойку между наружным слоем и слоем утеплителя"
Вентилируемые полы и стены издавна делают в деревянных конструкциях[13], подверженных гниению, а нужно ли это при применении негниющих материалов?
На наш взгляд, это пошло с "легкой руки" рекламных проспектов инофирм[14], внедряющих системы навесных фасадов и оправдывающих технологически получаемые пустоты как "вентиляционную систему". С одной стороны, воздушная прослойка действительно способствует более быстрому высыханию стены, с другой стороны, она выключает из теплозащиты наружный лицевой слой и способствует намоканию внутренних слоев при повышенной влажности воздуха.
В любом случае, прежде чем рекомендовать такую вентиляционную систему, которая во многих конструкциях требует дополнительных затрат, необходимо провести исследования и сделать вывод о целесообразности ее применения.
При анализе различных утеплителей, применяемых в комбинированных стенах, необходимо отметить теплозащитные материалы, получаемые на месте строительства путем использования мобильных установок. Такая постановка вопроса теплозащиты видится нам наиболее перспективной, ведь при перевозке утеплителей на объект до 98 %, например, в случае использования ППС, перевозится воздух.
Внедряя новые комбинированные стеновые конструкции, необходимо предусматривать их унификацию с известными в строительстве способами утепления, например колодцевой кладкой. Новые непривычные технологии, требующие переквалификации рабочих, скорее всего так п останутся на бумаге.
При использовании кирпича для изготовления конструкционного и лицевого слоя в комбинированных стеновых системах необходимы такие качества, как стабильность размеров, отсутствие трещин, ровный и яркий цвет лицевой поверхности и т. д.
На большинстве наших кирпичных заводов, выпускающих продукцию, зачастую не удовлетворяющую требованиям строителей, технология и оборудование настолько устарели, что обычной модернизацией отдельных участков здесь уже не обойтись.
Требуется строительство новых заводов с применением современных технологий. Но приобретение современных импортных кирпичных заводов связано с громадными капитальными затрата ми.
Между тем в России разработаны технологии и оборудование, позволяющие получать качественный кирпич.
Рис. 2.14.
Глазурованные плитки применяют для облицовки стен кухонь и санитарных узлов, а также для облицовки внутренних стен лабораторных помещений.
|
|
|
|
|
Рис 2.15.
2.3.3. Плитки для полов
Керамические плитки для полов (Рис. 2.16.) изготовляют из тугоплавких и огнеупорных каолиновых глин с добавкой отощающих веществ, плавней и, если требуется, окрашивающих примесей. Производство плиток осуществляется из массы, подготовленной полусухим, пластическим или шликерным способом. Обжигают плитки до спекания. Полы из керамических плиток практически водонепроницаемы; они характеризуются малой истираемостью, не дают пыли, легко моются, стойки к действию кислот и щелочей. Плитки изготовляют квадратные, прямоугольные, шестигранные, восьмигранные, треугольные: длиной граней 50 – 150мм и толщенной 10 – 13мм. Недостатком плиток является большая теплопроводность (полы холодные), ограничивающая их применение в жилых помещениях.
Рис.2.16.
Мозаичные плитки выпускают квадратной или прямоугольной формы размером 23 и 48мм при толщине 6 – 8мм. Плитки на заводе наклеивают лицевой стороной на крафт-бумагу с раскладкой по определенному рисунку, получая «ковры» размером 398х598мм. Толщина шва между плитками 2мм. На уложенную по основанию пола растворную смесь укладывают (плитками вниз) набранный ковер. После затвердевания раствора бумага размачивается водой и клей смывается.
Плитки применяются для полов в помещениях с влажным режимом и повышенной интенсивностью движения (банях, ванных комнатах, кухнях и т.п.)
[1] Горчаков Г. И. Строительные материалы: учебное пособие для высших учебных заведений/ Г.И. Горчаков, Ю.М.Баженов; под общ. ред. Г. И. Горчакова . – Владимир: Союзполиграфпром, 1986. – 686 с
[2] Хигерович М.И., Байер В.Е. Производство глиняного кирпича. М.: Стройиздат. 1984
[3] Инчик В.В. Высолы и солевая коррозия кирпичных стен. СПб.: СПбГАСУ. 1998
[4] Изменение №З к СНиП-П-3-79
[5] Воробьев Х.С. Производство вяжущих материалов и изделий из ячеистых бетонов в рыночных условиях России // Строит, материалы. 1998. № 1
[6] В Министерстве строительства РФ //Строит, материалы. 1996. № 1
[7] Бабков В.В. и др. Несущие наружные трехслойные стены зданий сповышенной теплозащитой // Строит, материалы. 1998. № 6
[8] Воробьев Х.С., Филиппов Е.В.Важный фактор повышения конкурентоспособности стеновых автоклавных изделий //Строит, материалы. 1997. № 2
[9] Кокоев М.Н. Перспективы применения вакуумно-порошковой теплоизоляции в строительстве //Строит, материалы. 1998. № 3
[10] Бурмистров В.Н. Нормирование теплотехнических свойств керамических стеновых изделий //Строит, материалы. 1996. № 4
[11] Бондаренко В.М., Римшин В. И. Строительная наука - направления развития // Строит, материалы. 1998. № 4
[12] Бабков В.В. и др. Несущие наружные трехслойные стены зданий сповышенной теплозащитой // Строит, материалы. 1998. № 6
[13] Шепелев A.M. Как построить сельский дом. Россельхозиздат, 1984
[14] Рекитар Я. А. Экономичные системы наружных ограждений для реконструкции панельных зданий. //Строит, материалы. 1997. № 3