Лекция по МДК 03.01 Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий на тему: Виды и классификация керамических изделий

Лекция 1. Классификация керамических материалов и изделий

План:  

1.     Понятие - керамика

2.     Классификация керамики

3.     Свойства керамики

4.     Виды и назначение керамических материалов

ОТВЕТ 1. Понятие - керамика

Кера́мика (др.-греч. κέραμος — глина) — изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением.

ОТВЕТ 2. Классификация керамики

Все разнообразные керамические изделия делятся на два класса:

1)      Изделия со спекшимся черепком, дающим блестящий, твердый, не пропускающий воду излом;

2)      Изделия с пористым просвечивающим черепком, пропускающим при отсутствии глазури воду, излом которого тусклый, землистый.

Кроме того, изделия каждого класса в зависимости от строения черепка делятся на тонкозернистые и грубозернистые,  а в зависимости от внешнего покрытия на глазурованные и неглазурованные.

В зависимости от химико-минералогического состава и свойств керамика делится на классы:

1)      Строительная керамика- изделия, предназначенные для кладки стен и наружной облицовки гражданских и промышленных сооружений, для внутреннего оборудования сан.тех узлов и др.;

2)      Химически стойкие (кислотоупорные) керамические материалы для транспортировки агрессивных веществ;

3)      Тонкая керамика- хозяйственная и химическая посуда, электротехнические изделия;

4)      Спец.керамика- группа изделий, применяемых в радиоционной и авиационной промышленности;

5)      Огнеупорные изделия, применяемые для службы в условиях высоких температур в теплотехнических, энергетических и др.аппаратах.

По назначению изделия строительной керамики подразделяются на:

1)      - стеновые: кирпич глиняный и керамические камни пустотелые;

2)      - отделочные: плитки керамические глазурованные для внутренней облицовки и фасадные облицовочные плитки, а также плитки для полов;

3)      - санитарно-технические: ванны, умывальники, унитазы трубы канализационные и дренажные;

4)      - кровельные: черепица ленточная, пазовая и коньковая;

5)      - теплоизоляционные: диатомитовый кирпич, керамзит, аглопорит;

6)      - огнеупорные: шамот, динас, окисная керамика;

7)      - кислотоупорные: плиты, резервуары и их детали, трубы.

8)      По качеству переработки сырья керамику делят на грубую и тонкую:

9)      - грубая: кирпич, черепица, плитки фаянсовые и для полов;

10)- тонкая: фарфор и полуфарфор.

ОТВЕТ 3. Свойства керамики

 Основные свойства изделий: прочность при изгибе и при сжатии, водопоглощение и морозостойкость, истираемость.

Предел прочности при изгибе, МПа, керамических материалов R_из зависит прежде всего от их структуры. Например, кирпич полусухого прессования имеет меньшую величину R_из, чем кирпич пластического формования, изготовленный из тех же глин, даже при равной прочности при сжатии. Предел прочности при изгибе регламентируется ГОСТами для кирпича, поскольку в стене он испытывает не только сжимающие, но и изгибающие нагрузки из-за деформаций поверхности. Этот показатель регламентируется и для некоторых других керамических изделий. Обычно он находится в пределах 0,7 – 5 МПа.

Прочность при сжатии, МПа, характеризует сопротивление сжимающим нагрузкам вышележащих слоев кладки. Она зависит от пористости, структуры и водопоглощения. По ее величине определяют марку стеновой керамики, по отношению прочности насыщенных и сухих образцов – коэффициент водостойкости (К_в) или размягчения. Материал считается водостойким, если К_в больше 0,7.

Морозостойкость - это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и понижения прочности. Марки по морозостойкости характеризуются количеством теплосмен от – 15…– 20°С до + 18 ± 2°С, которое выдерживает материал без признаков разрушения. Существуют марки F15, F25, F35, F50.

Теплопроводность керамики зависит от ее плотности, состава, вида и размера пор. Она резко возрастает с увеличением влажности.

Паропроницаемость действующими ГОСТами и ТУ не регламентирована. Однако в некоторых случаях она влияет на долговечность строительных конструкций. Низкая паропроницаемость стеновых материалов может явиться причиной потения внутренней поверхности стен, особенно в зданиях с повышенной влажностью воздуха.

ОТВЕТ 4. Виды и назначение керамических материалов (таблица)

Виды и назначение керамических материалов

Назначение	Основные изделия	Основное исходное сырье	Способ производства изделий	Температура обжига, ºС	Вид черепка	Вид керамики
Конструкционная керамика	Керамический кирпич и камни, панели из них, кирпич для дымовых труб	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, промышленные отходы угледобычи и углеобогащения, кремнеземистые осадочные породы	Пластический, жесткий, полусухой	950-1100	Пористый, грубозернистого строения	Грубая (грубозернистая терракота)
Облицовочная керамика	Кирпич и камни лицевые	Глина легкоплавкая и тугоплавкая красножгущаяся и светложгущаяяся, кварцевый песок, шамот	Пластический, жесткий, полусухой	950-1100	Пористый, грубозернистого строения	Грубая (грубозернистая терракота)
	Плитки облицовочные	Глина тугоплавкая и огнеупорная светложгущаяяся, кварцевый песок, полевой шпат, каолин	Полусухой со шликерной подготовкой массы, пластический	1000-1200	Пористый или спекшийся, макрооднородного строения	Тонкая (терракота, фаянс), «каменная»
Кровельная керамика	Черепица	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, шамот	Пластический, полусухой	950-1100	Пористый, однородный, зернистого строения	Грубая (терракота)
Санитарно-техническая керамика	Умывальники, раковины, сливные бачки и др.	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварцевый песок, шамот, полевой шпат	Литьем в гипсовых формах	1150-1300	Пористый или спекшийся	Тонкая (фаянс, полуфарфор, фарфор)
Трубы	Дренажные	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	Пластический	1000-1050	Пористый	Грубая (терракота)
	Канализационные	Глины огнеупорные или тугоплавкие, шамот, каолин, кварцевый песок	Пластический	1250-1300	Пористый и спекшийся	Грубая
Дорожные материалы	Клинкерный кирпич, плитка	Тугоплавкие глины, шамот, песок	Пластический, полусухой	1250-1300	Спекшийся	«Каменная» (керамогранит)
Специальная керамика - кислотоупорная	Кирпич, плитка	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварц, полевой шпат, шамот, тугоплавкая глина	Пластический	1200-1300	Спекшийся	«Каменная», кислотоупорный фарфор
- огнеупорная	Кирпич, камни, фасонные изделия	Огнеупорная глина, каолин, шамот	Пластический, полусухой, трамбование из порошковых масс	1350-2000	Пористый и спекшийся	Алюмосиликатная
- теплоизоляционная	Кирпич, плиты, скорлупы	Трепел, диатомит, пенообразователи, опилки, перлит	Пластический, литьевой	850-100	Высокопористый, ячеистый	Грубая высокопористая
- огнеупорная теплоизоляционная	Плиты, войлок, рулонный материал, бумага, картон, фетр	Муллито-кремнеземистая вата, бентонитовая, каолинитовая глины, пенообразователь, каолин	Вибропрессование, прессование, литье	1200-2000	Высокопористый, ячеистый, волокнистый	Огнеупорная высокопористая
Декоративно-художественная керамика	Изразцы, декоративные детали, скульптура, вазы	Глина легкоплавкая и тугоплавкая, кварцевый песок, шамот	Пластический, полусухой, трамбование, литье	950-1100	Пористый, грубо или тонкозернистый	Грубая (терракота)