Искусственные обжиговые камни и материалы

Строительные материалы

Лекция № 6

Искусственные обжиговые камни и материалы.

Сырьем для производства искусственных каменных материалов служат: глина, известь, цемент, песок, шлак, трепел и др., а также крупные заполнители (для бетона).

По способу изготовления искусственные каменные материалы можно разделить на обжиговые и безобжиговые.

Обжиговые материалы получаются путем соответствующей обработки сырьевой смеси, формовки камней и последующего обжига их при высоких температурах.

Безобжиговые материалы получаются при твердении отформованной сырьевой смеси в обычных условиях или обработке камней теплом или паром в специальных камерах, а также в результате отливки и остывания расплавленных горных пород, шлаков или стекла.

Материалы, обожженные из глины и близких к ней видов сырья, называются керамическими. В настоящее время в строительстве они имеют большое и разнообразное применение; их используют для кладки и облицовки стен, кладки печей и дымовых труб, устройства перекрытий, канализации

Искусственные обжиговые материалы и изделия (керамику) получают путём обжига при 900—1300 °C отформованной и высушенной глиняной массы. В результате обжига глиняная масса превращается в искусственный камень, обладающий хорошей прочностью, высокой плотностью сложения, водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и долговечностью.

Сырьём для получения керамики служит глина с вводимыми в неё в некоторых случаях, отощающими добавками. Эти добавки уменьшают усадку изделий при сушке и обжиге, увеличивают пористость, уменьшают среднюю плотность и теплопроводность материала. В качестве добавок используют песок, измельчённую керамику, шлаки, золы, уголь, опилки. Температура обжига зависит от температуры начала плавления глины.

 

Процесс производства кирпича состоит из следующих основных операций:

добычи глины,

подготовки глиняной массы со смесью отощающих добавок,

формовки сырца,

сушки сырца,

обжига.

 

Керамические строительные материалы подразделяют на пористые и плотные. Пористые материалы имеют относительную плотность до 95 % и водопоглощение не более 5 %; их предел прочности при сжатии не превышает 35 МПа (кирпич, дренажные трубы). Плотные материалы имеют относительную плотность более 95 %, водопоглощение менее 5 %, предел прочности при сжатии до 100 МПа; они обладают износостойкостью (плитки для полов).

 

Керамические материалы и изделия из легкоплавких глин

Кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования изготавливают из глин с отощающими добавками или без них. Кирпич представляет собой параллелепипед. Марки кирпича: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75. Кирпич глиняный обыкновенный применяют при кладке внутренних и наружных стен, столбов и других частей зданий и сооружений.

 

Кирпич (камень) керамический пустотелый пластического прессования выпускают для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий, внутренних помещений, стен и перегородок, облицовки кирпичных стен. Кирпич глиняный и керамический пустотелые применяют при кладке внутренних и наружных стен зданий и сооружений выше гидроизоляционного слоя.

 

Более эффективным кирпичом для кладки стен является кирпич с большим количеством отверстий по толщине кирпича (от 19 до 105), расположенных перпендикулярно постели, — многодырчатый кирпич. Отверстия в кирпиче могут быть прямоугольными или круглыми.

 

Кирпич строительный лёгкий изготовляют путём формовки и обжига массы из глин с выгорающими добавками (древесные опилки, молотый антрацит, кокс, бурые угли, золы ТЭС (до 15%) и др., а также из смесей песка и глин с выгорающими добавками. Размер кирпича: 250×120×88 мм, марки 100, 75, 50, 35. Кирпич лёгкий применяют при кладке наружных и внутренних стен зданий с нормальной влажностью внутри помещений.

 

Пористый кирпич применяется для изоляции горячих поверхностей, для наружных и внутренних стен жилых, общественных и промышленных зданий с нормальной влажностью помещений и для заполнения каркаса многоэтажных зданий; поверхности стен из такого кирпича из-за большого водопоглощения должны оштукатуриваться или облицовываться.

Вес кирпича может быть дополнительно уменьшен за счет введения в состав глины выгорающих добавок — так получают пористо-дырчатый кирпич. Этот кирпич изготовляется полуторной высоты, т. е. 103 мм. Наилучшие теплотехнические показатели имеет дырчатый кирпич со 105 отверстиями.

Пустотелый кирпич называемый также пятистенным, имеет несквозные пустоты различной формы, расположенные перпендикулярно постели. Пустотелый кирпич несколько легче обычного, но его теплотехнические показатели не позволяют существенно уменьшать толщину стен. Пустотелый кирпич укладывают открытыми пустотами вниз. А так как пустоты имеют сравнительно большое сечение, в них попадает раствор, в связи с чем уменьшается пустот-ность камней и увеличивается расход раствора.

Другой разновидностью эффективных глиняных стеновых материалов являются пустотелые керамические стеновые камни — блоки. Пустотелые камни больше обыкновенного кирпича и в зависимости от назначения имеют разные размеры. Они бывают со сквозными или замкнутыми пустотами. Боковые поверхности камней делаются гладкие либо с пазами.

Изготовляется кирпич прочностью от 50 до 150 кг/см2 — для стен и перегородок (рис. 4, е) и от 25 до 75 кг/см2 — для электропроводок (рис. 4, ж, з).

Производство пустотелого кирпича и камней несколько отличается от производства обыкновенного кирпича. Их изготовляют из более пластичной глины, не засоренной примесями и очень тщательно переработанной. Обжиг пустотелой керамики ведется при более высокой температуре, чем обжиг кирпича. Пустотелая керамика применяется для кладки стен, заполнения каркасов многоэтажных зданий, перегородок.

Пустотелые керамические камни употребляют также для устройства армокаменных перекрытий, скрытой проводки электроосвещения, сигнализации, телефона, радио.

Механизированное производство кирпича ведется двумя способами. При первом — «мокром» или «пластическом» — глиняная масса с влажностью до 30% выдавливается прессом в виде глиняной ленты и разрезается на отдельные кирпичи. Второй — способ полусухого прессования — более передовой и производительный, чем первый. По этому способу формовка сырца производится при помощи более мощных прессов из глиняной массы влажностью 8—10%, что почти полностью исключает операцию сушки кирпича. Следует отметить, что кирпич полусухого прессования имеет более ровные грани и поверхности по сравнению с кирпичом пластического формования и поэтому прочность кладки из такого кирпича (одинаковой марки) несколько выше, чем из кирпича пластического формования.

Обжиг кирпича производится в специальных печах при температуре 950—1050°; при этом кирпич приобретает значительную прочность. При обжиге не вся масса кирпича подвергается одинаковому действию огня, а поэтому при выходе из печи часть кирпичей (большая) получается с ровным нормальным красным цветом и называется красным кирпичом; часть кирпичей получается недожженной, со светлой окраской и называется алым кирпичом (недожог), а часть — пережженной, имеющей темную окраску, и называется пережогом. Пережог, сохранивший правильную форму и имеющий стекловидную поверхность, называется железняком.

Требования к качеству и свойствам обыкновенного глиняного кирпича определяются ГОСТ 530-54. Размеры стандартного кирпича: длина 250 мм, ширина 120 мм и толщина 65 мм.

По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдерживать без каких-либо внешних признаков разрушения не менее 15 повторных циклов попеременного замораживания при температуре —15° с последующим оттаиванием в воде. В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе обыкновенный глиняный кирпич подразделяется на четыре марки: «150», «100», «75» и «50».

Легкий кирпич и керамические камни. Обыкновенный красный кирпич имеет существенные недостатки: сравнительно большой объемный вес и высокую теплопроводность. Прочность обыкновенного кирпича в конструкциях стен и перегородках редко используется в полной мере. Поэтому наша керамическая промышленность выпускает взамен обыкновенного кирпича легкий (эффективный) кирпич и керамические камни. Малая теплопроводность этого материала дает возможность делать наружные стены сооружений более тонкими и легкими, чем из обыкновенного кирпича, что значительно снижает трудоемкость кладки, вес сооружений, а следовательно, и стоимость строительства.

В строительстве кирпич применяется для кладки цоколей, стен, столбов, колонн, перемычек, арок, печей, труб, а в некоторых случаях и для фундаментов зданий.

Кирпич низких марок применяется для малоэтажного строительства, заполнения каркасов многоэтажных сооружений, а кирпич высоких марок — для ответственных несущих конструкций. Отходы от производства и кладки кирпича (щебень) используются для приготовления легкого бетона, устройства основания под полы, тротуары и т. п.

Лекальный, профильный и клинчатый кирпич. Для каменных конструкций, имеющих криволинейное очертание (стены, арки, своды, колонны, трубы, коллекторы, карнизы), целесообразно применять лекальный, профильный и клинчатый кирпич. Лекальный кирпич имеет часть криволинейных поверхностей, сделанных по лекалу, клинчатый — форму обыкновенного клина, а профильный — отформовывается по заданному профилю.

Качество лекального, клинчатого и профильного кирпича должно быть такое же, как и обыкновенного, из которого выполняется сооружение.

Черепицу изготовляют из жирной глины путём обжига при 1000—1100 °C. Доброкачественная черепица при лёгком ударе молотком издаёт чистый, не дребезжащий звук. Она прочна, очень долговечна и огнестойка. Недостатки — большая средняя плотность, утяжеляющая несущую конструкцию крыши, хрупкость, необходимость устраивать крыши с большим уклоном для обеспечения быстрого стока воды.

 

Дренажные керамические трубы изготавливают из глин с отощающими добавками или без них, внутренний диаметр 25-250 мм, длиной 333, 500, 1000 мм и толщиной стенок 8-24 мм. Их изготавливают на кирпичных или специальных заводах. Дренажные керамические трубы применяют при строительстве осушительно-увлажнительных и оросительных систем, коллекторно-дренажных водоводов.

 

Керамические материалы и изделия из тугоплавких глин

Камень для подземных коллекторов изготовляют трапецеидальной формы с боковыми пазами. Его применяют при прокладке подземных коллекторов диаметром 1,5 и 2 м, при устройстве канализационных и др. сооружений.

 

применяют для облицовки зданий и сооружений, панелей, блоков. Плитку керамическую фасадную

 

Керамические канализационные трубы изготавливают из тугоплавких и огнеупорных глин с отощающими добавками. Они имеют цилиндрическую форму и длину 800, 1000 и 1200 мм, внутренний диаметр 150—600 м.

 

Плитку для полов по виду лицевой поверхности подразделяют на гладкую, шероховатую и теснённую;

по цвету — на одноцветную и многоцветную;

по форме — на квадратную, прямоугольную, треугольную, шестигранную, четырёхгранную.

Толщина плитки 10 и 13 мм. Применяют её для устройства полов в помещениях промышленных, водохозяйственных зданий с влажным режимом, дренажа покрытия крыш и полов, для мощения дорог.