Классификация и назначение изделий для облицовки фасадов зданий
Керамические изделия для облицовки фасадов зданий подразделяются на конструктивные и декоративные.
Декоративные изделия служат для облицовки стен в процессе строительства, а также крупноразмерных стеновых панелей при изготовлении их на домостроительных комбинатах.
Фасадные керамические глазурованные большеразмерные плитки служат для облицовки наружных стен кирпичных зданий после их полной осадки и цокольных панелей. Для облицовки цокольных частей зданий и стен подземных пешеходных переходов применяют глазурованные цокольные плитки. Для декоративной отделки зданий служит и мозаичная керамика, которая представляет собой мелкоразмерные тонкостенные плитки различного цвета, наклеенные в виде ковра на бумажную основу.
Конструктивные изделия наряду с декоративными свойствами обладают качествами конструктивного материала. К ним относятся лицевые кирпич и камни.
Керамические лицевые кирпич и камни (рис. 1, 2) подразделяются на полнотелые и пустотелые. Размеры этих изделий должны соответствовать ГОСТ 7484—69 (табл. 1). Кирпич глазурованный, кроме того, должен соответствовать ТУ 355—66 Главмоспромстройматериалов.
Кирпич и камни должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и углами, с четкими гранями и ровными двумя смежными лицевыми поверхностями — тычковой и ложковой.
Отклонение стороны кирпича по длине от прямого угла (косоугольность) допускается не более 3 мм. Искривление лицевых поверхностей и ребер не должно превышать по ложку 3 и по тычку 2 мм.
Лицевые поверхности кирпича и камней могут быть гладкими, рельефными или офактуренными. Изделия должны иметь чистый тон и равномерный цвет без пятен, выцветов в других дефектов, заметных на расстоянии 10 Ж.
| Основные размеры лицевых кирпича и камней (мм) | |||
| Наименование изделий | Длина | Ширина | Толщина |
| Керамический лицевой кирпич | 250±4 | 120±3 | 65 или 90±3 |
| Керамический лицевой камень | 250±4 | 120±3 | 140±3 |
| Керамический лицевой трехчетвертной камень | 188±4 | 120±3 | 140±3 |
Размеры кирпича и камней, длину трещин и отбитости или притупленности углов и ребер измеряют с точностью до 1 мм шаблонами. Ширина посечек определяется с помощью мерной лупы с четырехкратным увеличением.
Искривление поверхностей и ребер определяют с точностью до 1 мм величины наибольшего зазора между поверхностью или ребром приложенного к нему угольника.
Косоугольность определяют, прикладывая угольник к тычку и замеряя наибольший зазор между ложком и внутренним краем угольника.
Известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича и камней, не допускаются.
Кирпич и камни, изготавливаемые методом двухслойного формования, не должны расслаиваться по контакту лицевого слоя и основной массы. Толщина лицевого слоя должна быть не менее 3 мм.
Зерновой состав глин
Керамические строительные изделия изготовляют из пластичного сырья с добавкой непластичных отощающих материалов — шамота, дегидратированной глины, кварцевого песка. Глины являются связующим веществом, а отощающие добавки служат для уменьшения усадки изделий. В ряде случаев для снижения температуры обжига и получения более прочных изделий в состав массы вводят плавни и минерализаторы. Для улучшения внешнего вида изделий и придания им стойкости их покрывают специальными пленками.
Глинами называют землистые обломочные горные породы, способные образовывать с водой пластическое тесто, которое после высыхания сохраняет приданную ему форму и после обжига приобретает твердость камня.
Большинство глин образовалось в природе при разрушении горных пород, содержащих силикаты, главным образом полевой шпат. Часть из них осталась на месте разрушения горных пород (первичные глины), а часть была перенесена водой, ветром, ледниками на значительные расстояния (вторичные глины). Как правило, первичные глины засорены невыветрившимися частицами горной породы, из которой они образовались, а вторичные глины состоят из более мелких частиц и относительно свободны от примесей материнской горной породы. Это предопределяет различие в свойствах глин.
Зерновой состав. Глинистые породы состоят из частиц различного размера. Гранулометрический (зерновой) состав представляет собой количественное соотношение частиц разного размера, фракций (группа частиц одного размера). Наиболее ценными для керамического производства являются тонкие глинистые фракции с зернами размером менее 5 мк. В глине также содержатся пылевидные фракции (с зернами размером от 5 до 50 мк) и песчаные (от 50 мк до 3 мм). В зависимости от количества содержащейся в глине тонкой глинистой (тонкодисперсной) фракции глины делятся на три группы (табл. 5).
В глине содержатся также посторонние примеси — включения различных кварцевых, железистых, карбонатных, гипсовых и органических зерен. В зависимости от количества включений таких зерен глинистое сырье разделяют на три группы: с низким содержанием включений (не более 1%), со средним (от 1 до 5%) и с высоким (более 5%).
По размеру включений различают следующие виды глин: с мелкими включениями (менее 2 мм), со средними (от 2 до 5 мм) и с крупными (более 5 мм).
Таблица 5
| Классификация глин по содержанию тонкодисперсных фракций | ||
| Группы глинистого сырья | Содержание % частиц, размером | |
| больше 10 мк | больше 1 мк | |
| Высокодисперсные | Более 85 | Более 60 |
| Дисперсные | От 40 до 85 | От 20 до 60 |
| Грубодисперсные | Менее 40 | Менее 20 |
Химический состав глин
Химический состав. Глины состоят из химических соединений алюминия, кремния, железа, титана, кальция, магния, натрия, калия в виде окислов и солей. В глинах содержится также некоторое количество органических веществ.
Наиболее важной составной частью глин является глинозем Аl2О3 (окись алюминия). Он оказывает наибольшее влияние на свойства керамических изделий. Содержание глинозема в глинах колеблется в пределах от 8 до 40% и более.
В зависимости от суммы окислов алюминия (вместе с окислами титана ТiO2, содержание которого незначительно—1—2%) глины бывают высокоосновные, имеющие в своем составе более 40% указанных окислов; основные — от 30 до 40%, полукислые— от 15 до 30% и кислые — до 15%- Повышенное содержание этих окислов свидетельствует о высоком качестве глинистого сырья. В производстве керамических изделий для облицовки фасадов обычно используют полукислые и основные глины.
Кремнезем — окись кремния SiO2 оказывает также большое влияние на свойства керамических изделий. Содержание кремнезема в глине колеблется в пределах от 50 до 80% В составе глин часть кремнезема находится в связанном виде, в глинообразующих минералах, которые положительно влияют на качество изделий, а часть в несвязанном, как примесь, которая приводит к нежелательным последствиям и, в частности, к образованию в изделиях трещин.
Кальций и магний содержатся в глинах в виде солей . карбонатов и сульфатов. В некоторых сортах глин содержание кальция и магния в пересчете на их окислы (СаО и MgO) достигает 25%, но, как правило, общее их содержание не превышает 5—10%. При производстве изделий для облицовки фасадов применяют глины, в составе которых содержится невысокий процент указанных соединений. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на свойства керамических изделий.
Железо, титан, марганец и ряд других металлов содержатся в глинах в виде окислов в количестве до 5—10%_.
Наибольшее влияние на свойства керамических изделий оказывают окислы железа и окислы марганца. Эти соединения улучшают спекаемость изделий.
Соединения, в состав которых входит железо, сообщают изделиям красную, коричневую и желтую окраску. Окислы титана могут придавать серую и светло-фиолетовую, а окислы марганца — оранжевую и черную окраску.
Если окислы этих металлов равномерно распределены в глине в виде тонкозернистых включений, то черепок окрашивается равномерно. При наличии крупных частиц образуются выплавки и «мушки».
Большое значение для окрашивания изделий имеет равномерное распределение окислов и их соотношение. В зависимости от соотношения этих примесей в глинах изделия приобретают различную окраску. Так, например, если соотношение Fe2O3 / CaO > 0,8, изделия приобретают темно-красную или коричневую окраску, а при Fe2O3 / CaO = 0,6 - 0,8 —светло-коричневую и темно-желтую и, если Fe2O3 / CaO <0,5 - 0,6 —ярко-желтую и желтую.
В зависимости от того, какой цвет приобретают глины после их обжига, они подразделяются на беложгущиеся и красножгущиеся.
Калий и натрий находятся в глинах в составе минералов, содержание которых в пересчете на К2О и Na2O колеблется в пределах 2—6%. Они придают керамическому черепку изделий большую прочность.
Сера содержится в глинах в различных соединениях. Ее количество в пересчете на сернистый ангидрид SO3 находится в пределах долей процента и не оказывает существенного влияния на качество керамических изделий.
Органические вещества в глине
Органические вещества обычно содержатся в глинах в количестве от 1 до 10%. При обжиге полуфабриката они сгорают, увеличивая пористость изделий. При прокаливании глины до 1000° С и более за счет испарения влаги, выгорания органических примесей и разложения углекислых и сернокислых соединений уменьшается вес глины, что в пересчете на проценты составляет потери при прокаливании (п. п. п.).
Пользуясь данными химического состава глин, можно подобрать необходимое сырье для производства того или иного вида керамических изделий.
Минералогический состав. Химические соединения, однородные по своему строению, составу и свойствам, образуют минералы. Глины состоят из основных глинообразующих минералов и минералов-примесей.