Слайд 2Керамическими называют материалы и изделия, изготавливаемые путем формования и обжига глинистого
сырья.
Слайд 3Классификация керамических материалов.
Слайд 4По назначению керамические изделия и материалы подразделяют:
Слайд 5 1. Стеновые – кирпич рядовой полнотелый , кирпич рядовой пустотелый,
камень пустотелый.
Слайд 6 2. Фасадные изделия – кирпич лицевой (с гладкой и рельефной
поверхностью) камни лицевые, керамические плиты и плитки, ковровая керамика.
Слайд 7 3. Изделия для внутренней облицовки стен – глазурованные плитки и
фасонные детали к ним (карнизы, уголки и др).
4. Кровельные изделия – черепица.
Слайд 8 5. Санитарно-технические изделия – унитазы, умывальные столы.
6. Дорожные изделия
– дорожный кирпич.
Слайд 9 7. Изделия для подземных коммуникаций – канализационные и дренажные трубы.
8. Огнеупорные изделия.
9. Теплоизоляционные материалы.
10. Заполнители для бетонов – керамзит, аглопорит.
Слайд 10 11. Химически стойкая керамика – кирпич и плитки для футеровки
химической аппаратуры.
12. Плитки для пола.
Слайд 11По технологическим видам на:
- терракоту - неглазурованную однотонную естественно
окрашенную керамику с пористым черепком, которая применяется в качестве стеновых материалов, облицовочных плиток, архитектурных деталей, декоративных ваз и т.д;
- майолику - керамику из цветной обожженной глины с крупнопористым черепком, покрытым глазурью, применялась которая на Руси уже в Х1 веке в виде оконных наличников, порталов и др;
Слайд 12 - фаянс - твердый мелкопористый керамический материал,
обычно белого цвета, отличающийся от фарфора большими пористостью и водопоглащением, покрытый глазурью, который применяется для санитарно-технических изделий, облицовочной плитки, посуды;
- фарфор - плотный водонепроницаемый материал белого цвета, применяется аналогично фаянсу;
- каменная масса - водонепроницаемый керамический материал от серого до черного цвета, может быть глазурованным и неглазурованным; применяется для дорожных покрытий, и в виде облицовочных плиток для химическистойкой облицовки.
Слайд 13Сырье для производства керамических материалов.
Слайд 141.Глинистые материалы
осадочные горные породы, продукты выветривания
полевошпатовых горных пород, имеющие тонкодисперсное строение (частицы размером менее 0,01 - 0,001мм),
Слайд 15 КАОЛИН - состоит преимущественно из минерала каолинита (
Al2O3 2SiO2 2H2O ) cо значительным количеством частиц менее 0,001мм; при обжиге сохраняет белый или почти белый цвет.
ГЛИНЫ - состоят из следующих минералов: монтмориллонита – Al2O3 4SiO2 nH2O
бейделлита – Al2O3 3SiO2 nH2O
галлуазита – Al2O3 2SiO2 4H2O, каолинита - Al2O3 2SiO2 2H2O, гидрослюд - водных алюмосиликатов сложного состава различной степени гидратации.
Кроме того, глины содержат минеральные и органические примеси.
Слайд 16 БЕНТОНИТЫ - высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием
монтмориллонита. Содержание в них частиц менее 0,001мм достигает 85...90 %.
ТРЕПЕЛЫ И ДИАТОМИТЫ состоят из тонкодисперсного аморфного кремнезема с глинистыми примесями.
Слайд 17Свойства глин как сырья для керамических изделий
Слайд 18 1. Пластичность – способность влажной глины под действием внешних сил
принимать заданную форму и сохранять ее после сушки и обжига.
Технический показатель: число пластичности
Пл = W т – Wр
W т – влажность, соответствующая пределу текучести;
Wр – влажность, соответствующая пределу раскатывания жгута.
По этому показателю глины делятся на:
на малопластичные - Пл < 7%;
умереннопластичные - Пл = 7...15%;
высокопластичные - Пл > 15%.
Чем выше пластичность глины, тем больше опасность растрескивания изделий при сушке и обжиге.
2 СВЯЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ - свойство глин связывать зерна непластичных материалов, образуя при высыхании достаточно прочное изделие - сырец.
3 УСАДКА ГЛИН - уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка).
Усадка при сушке обусловлена уменьшением толщины водных прослоек вокруг частиц глины, в результате возникающие силы капиллярного давления стремятся сблизить частицы сырца между собой. Воздушная линейная усадка колеблется для различных глин от 3...2% до 12...10%. Уменьшают ее, добавляя отощители.
Огневая усадка обусловлена сближением частиц глины в результате появления при обжиге в черепке расплава. Ее величина составляет 2...8%.
Слайд 20 4 СПЕКАЕМОСТЬ ГЛИН - свойство глин
уплотняться при обжиге с образованием камнеподобного черепка.
5 ОГНЕУПОРНОСТЬ ГЛИН - свойство глин противостоять действию высоких температур, не расплавляясь. По этому показателю глины делятся на: огнеупорные, огнеупорность выше 1580˚С, тугоплавкие, огнеупорность 1350..1580˚С и легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350˚С.
ЦВЕТ ГЛИН ПОСЛЕ ОБЖИГА чаще красный или желтый благодаря наличию в черепке Fe2O3 .Для получения черепка белого цвета обжиг необходимо вести в восстановительной среде, чтобы Fe2O3 полностью перешла в FeO. Наличие в глине оксидов титана придают черепку глубокий синий цвет.
Слайд 21 2.Непластичные материалы.
ОТОЩАЮЩИЕ ДОБАВКИ - шамот, песок, золы ТЭЦ, вводятся для снижения пластичности глин, их воздушной и огневой усадки.
ВЫГОРАЮЩИЕ ДОБАВКИ - древесные опилки, бурые угли, отходы углеобогащения, повышают пористость стеновых материалов, способствуют равномерному спеканию черепка.
ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ - высокопластичные глины, поверхностно-активные вещества (СДБ и др.),увеличивают пластичность тощих глин.
Слайд 22 ПЛАВНИ - полевые шпаты, железная руда, доломит,
магнезит и другие, понижают температуру спекания глин.
ГЛАЗУРИ - это стекла, покрывающие поверхность керамических изделий, придающие им водонепроницаемость, химическую стойкость, улучшающие их внешний вид.
АНГОБЫ - тонкий слой белой или цветной глины, нанесенный на поверхность изделия. Стекла они не образуют, поверхность получается матовой. Цель нанесения ангоба - повысить декоративную ценность изделий.
Слайд 23Общая схема производства керамических изделий.
Слайд 24Технологическая схема производства керамического кирпича:
1 - карьер глины; 2 -
экскаватор; 3 - глинозапасник; 4 - вагонетка; 5 - ящичный подаватель; 6 - добавки; 7 - бегуны; 8 - вальцы; 9 -ленточный пресс; 10 - резак; 11 - укладчик; 12 - тележка; 13 - сушильные камеры; 14 - туннельная печь; 15 - самоходная тележка;16 - склад
Слайд 25- Карьерные работы – добыча, транспортировка, хранение промежуточного запаса (вылеживание замоченной
глины, ее вымораживание в течении годичного срока – диспергирует на элементарные частицы, что повышает пластичность и деформационные свойства).
- Подготовка сырьевых материалов – измельчение глины, удаление и измельчение крупных включений, смешение глины с добавками и увлажнение до получения удобоукладываемой массы.
- Формование осуществляют:
Полусухим (W=8-12%)
Пластическим (W=18-25%)
Шликерным (мокрым) (Wдо 40%)
Слайд 26Ленточный вакуумный пресс
1 - шнековый вал;
2 - прессовая головка;
3
- мундштук;
4 - глиняный брус;
5 - крыльчатка;
6 - вакуум-камера;
7 - решетка;
8 - глиномялка
Слайд 27- Сушка (для полусухого способа отсутствует). Сушка сырца
производится до 5%
влажности в сушилках различных конструкций: камерных, туннельных, роликовых.
Слайд 28 - Обжиг.
ОСНОВНЫЕ
СТАДИИ:
t=110˚C - удаляется свободная влага, керамическая масса теряет пластичность, но при вторичном увлажнении пластичность восстанавливается; t= 500...700˚С - удаляется химически связанная вода глинистых минералов и выгорают органические примеси - пластичность теряется безвозвратно; t = 900˚С - начинает появляться расплав легкоплавких соединений, количество которого увеличивается с ростом температуры. Образовавшийся расплав обволакивает зерна тугоплавких соединений, способствуя их частичному растворению, сближая их, вызывая стягивание и уплотнения изделия, т.е. идет процесс спекания, сопровождающийся уменьшением пористости и нарастанием прочности.
Обжиг ведут в печах непрерывного действия различной конструкции ( туннельные, щелевые, роликовые и др ). Печь - это канал, выложенный огнеупорным кирпичом, в котором изделия на вагонетках или по конвейеру движутся противотоком топочным газам. После обжига изделия охлаждают постепенно, чтобы предотвратить образование трещин.
Слайд 29Классификация, размеры и условные обозначения керамического кирпича.
Слайд 31 Изделия подразделяют на рядовые и лицевые.
Лицевые
кирпич и камень по виду лицевой поверхности изготавливают:
- с гладкой и рельефной поверхностью;
- с поверхностью, офактуренной ангобированием, глазурованием и т.д.
Лицевые изделия могут быть естественного цвета или объемно окрашенными.
Слайд 32
Кирпич изготавливают полнотелыми и
пустотелыми, камень – только пустотелыми.
Пустоты в изделиях могут располагаться перпендикулярно (вертикальные) или параллельно постели (горизонтальные)
Слайд 33
По прочности изделия (кроме
крупноформатного камня и кирпича и камня с горизонтальными пустотами) подразделяют на марки:
М 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300
Крупноформатные камни: М 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300
Кирпич и камень с горизонтальными пустотами- М 25, 35, 50, 75, 100
Слайд 34 По морозостойкости изделия подразделяют на марки: F 25, 35,
50, 75, 100
По показателю средней плотности изделия подразделяют на классы: 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 2,0; 2,4.
Слайд 35 По теплотехническим характеристикам изделия в зависимости от класса
средней плотности подразделяют на группы в соответствии с таблицей 1.
Слайд 37Примечание:
Обозначение размера (формат) изделий определяется как :
Vизделия (длина х
ширина х толщина)(м3)/ Vкирпича нормального формата 0,00195 м3.
В скобках приведены обозначения размеров для шлифованных камней.
Слайд 38
2. Кирпич утолщенный
Обозначение вида: КУ
Размеры: 250х120х88 мм;
Обозначение размера 1,4 НФ.
Слайд 393. Условные обозначения
Кирпич рядовой (лицевой), полнотелый, размерами 250х120х65 мм, формата 1
НФ, марки по прочности М200, класса средней плотности 2,0, марки по морозостойкости F50:
КР-р-по (КР-л-по) 250х120х65/
1 НФ/200/2,0/50/ГОСТ 530-2012
Слайд 40 Кирпич клинкерный, полнотелый (пустотелый), размерами 250х120х65 мм, формата 1
НФ, марки по прочности М500, класса средней плотности 2,0, марки по морозостойкости F100:
КР-кл-по(КР-кл-пу) 250х120х65/1НФ/500/2,0/100/ГОСТ 530-2012
Слайд 41Кирпич с горизонтальными расположением пустот рядовой (лицевой), размерами 250х120х88 мм, формата
1,4 НФ, марки по прочности М75, класса средней плотности 1,4, марки по морозостойкости F50:
КРГ-р (КРГ-л) 250х120х88/
1,4 НФ/75/1,4/50/ГОСТ 530-2012
Слайд 42 Камень рядовой (лицевой), размерами 250х120х140 мм, формата 2,1 НФ,
марки по прочности М200, класса средней плотности 1,4, марки по морозостойкости F50:
КМ-р (КМ-л) 250х120х140/
2,1 НФ/200/1,4/50/ГОСТ 530-2012
Слайд 44Средняя плотность кирпича и камня в зависимости от класса средней плотности
должны соответствовать:
Слайд 45 2. Теплотехнические характеристики изделий оценивают по коэффициенту теплопроводности
кладки в сухом состоянии:
Слайд 46Специальные керамические изделия.
Слайд 47 - Кирпич глиняный для дымовых труб
Изготовляют из
глин с добавками или без них пластическим прессованием. Он может быть полнотелым и пустотелым. Водопоглощение по массе не менее 6%.
М 125; 150, 200, 250, 300.
F 25, 35, 50.
Предназначен для кладки кирпичных и футеровки железобетонных промышленных дымовых труб при температуре нагрева кирпича не более 700оС.
Слайд 48 Кислотоупорный кирпич
Изготавливают высшей и
первой категории качества трех классов А, Б, В и четырех форм: прямой, клиновой (торцовый и ребровый), радиальный (поперечный и продольный) и фасонный (слезник)
Размеры кирпича 230х113х65 и 230х113х55 мм. Прочность при сжатии 60-35 МПа; термическая стойкость 5-25 теплосмен; кислотостойкость 98,5-96%.
Применяется для защиты аппаратов и строительных конструкций, работающих в условиях кислых агрессивных сред, и при футеровке дымовых труб, которые служат для отвода дымовых газов, содержащих агрессивные среды.
Слайд 50 Используют для утепления ограждающих конструкций зданий и для
тепловой изоляции печей, топок, трубопроводов и другого теплотехнического оборудования, работающего при температуре до 900оС.
Диатомитовые (трепельные) – сырье: диатомит (трепел), опилки.
Д 500, Д600 плотность 500-600 кг/м3, прочность при сжатии 0,6-0,8 МПа, теплопроводность при (25оС) -0,098-0,116 Вт/мК при (300оС) – 0,150-0,168 Вт/мК, линейная температурная усадка при 900оС – не более 1,5-2%.
Слайд 51 Пенодиатомитовые – сырье: диатомит (трепел), пенообразователь.
ПД 350,
ПД400 плотность 350-400 кг/м3, прочность при сжатии 0,6-0,9 МПа, теплопроводность при (25оС) -0,078-0,095 Вт/мК при (300оС) – 0,116-0,133 Вт/мК, линейная температурная усадка при 900оС – не более 1,5-2%.
Перлитокерамические - вспученный перлитовый песок, легкоплавкие глины.
Плотность 200-400 кг/м3, прочность при сжатии 0,3-0,5 МПа, теплопроводность при (25оС) -0,07 Вт/мК при (300оС) – 0,087 Вт/мК
Слайд 52 Теплоизоляционные пенодиатомитовые и диатомитовые изделия изготавливают в виде
кирпича, полуцилиндров (скорлуп) и сегментов
Кирпич 250х123(113)х65 мм.
Полуцилиндры длина -330-500 мм внутренний диаметр 57,76, 89, 108 мм толщина от 40 до 80 мм.
Сегменты длина -330-500 мм внутренний диаметр 133, 159, 219 мм толщина от 40 до 80 мм.
Слайд 54 Огнеупорными называются материалы, применяемые для сооружения различных печей, топок
и аппаратов, работающих в условиях высокотемпературного (выше 1000оС) нагрева. К ним предъявляются требования по прочности, огнеупорности, термостойкости, химической стойкости против воздействия различных газов, расплавленных металлов, шлаков, стекломассы.
Подразделяются:
Слайд 55 I. По огнеупорности:
- огнеупорные - 1580-1770оС
- высокоогнеупорные – 1770-2000оС
- высшей огнеупорности – более 2000оС;
II. По степени пористости:
- особо плотные – пористость менее 3%
- высоко плотные – пористость 3-10%
- плотные – пористость 10-20%
- обычные – пористость 20-30%
- легковесные – пористость 40-85%..
Слайд 56 III. По химико-минеральному составу:
Кремнеземистые
огнеупоры:
А) кварцевое стекло – отливка из расплавленного кварца. Содержание SiО2 не менее 99% - для футеровки котлов большой мощности, для труб для передачи расплавленного AL, для кладки бассейнов сталеваренных печей. При температуре 1100оС растрескиваются и крошатся.
Б) динасовые – обжигом кварцевого сырья на известковой связке. SiО2 не менее 93%. Применяют для кладки сводов и стен мартеновских, стекловаренных печей и др. тепловых агрегатов.
Слайд 57 2. Алюмосиликатные огнеупоры.
А) полукислые –обжигом
кварцевых пород на глинистой или каолиновой связке SiО2 >65%
Аl 2О3<28%. Для футеровки шахтных и туннельных печей.
Б) шамотные – обжигом смеси шамота Al2O3 30-45%. Для футеровки вращающихся цементных печей, керамических печей, облицовки топок паровых котлов.
В) высокоглиноземистые – из боксита, корунда Al2O3 более 45%. Для кладки стекловаренных печей.