Теплоемкость. Для сухой породы не зависит от вида породы и плот-ности. Влияет влажность (у воды = 4,2, у древесины = 2,4…2,7).
Теплопроводность незначительная. Зависит от плотности, влажности, температуры и направления волокон. Сосна (поперек волокон 0,17 Вт/м.град, вдоль волокон 0,34 Вт/м.град).
Механические свойства
Прочность древесины при сжатии вдоль волокон выше (30…80 МПа), чем поперек волокон (4…16 МПа);
Прочность древесины при изгибе и растяжении выше прочности при сжатии вдоль волокон в 2…3 раза;
Прочность древесины при скалывании составляет 15…24% от проч-ности при сжатии вдоль волокон:
Твердость древесины определяется по методу Бринелля по диаметру отпечатка на поверхности. Твердость зависит от направления. В торцевом сечении древесина обычно тверже. Ядро тверже, чем заболонь. Твердость пропорциональна плотности и обратно пропорциональна влажности. Очень твердые (более 80 МПа) породы: граб, самшит, груша, кизил, тис, желез-ное дерево, эбеновое дерево. Твердые (40…80 МПа) породы: лиственница, береза, бук, вяз, дуб, ильм, карагач, ясень, орех, клен. Мягкие (менее 40 МПа) породы: ель, липа, сосна, осина, пихта, кедр, можжевельник, тополь, ольха.
Технологические свойства
Обрабатываемость. Твердые и плотные породы обрабатываются лег-че и чище;
Способность древесины к склеиванию. Смолистые породы склеи-ваются хуже. На прочность склеивания заметно влияют количество, размер и характер сосудов и сердцевинных лучей;
Гвоздимость. Гвоздимость древесины вдоль волокон выше. Влаж-ность древесины улучшает вбивание гвоздей, но при высыхании связую-щая сила уменьшается. Лучше вколачивать гвоздь в сухое дерево, при ув-лажнении удерживание гвоздя увеличивается. В твердой древесине лучше сначала сделать отверстие на 0,2…0,3 мм меньше толщины гвоздя.
Биологические свойства
По отношению к биологической агрессии различают следующие по-роды древесины: наиболее стойкая древесина (тис, каштан, дуб, карагач, лиственница); древесина средней стойкости (сосна, кедр) и малостойкая древесина (береза, бук, осина, липа, клен). Гнилостойкость древесины по-вышают путем обработки антисептиками, которые должны быть безвред-ны для человека, древесины и животных, легко впитываться в толщу дре-весины, недороги и просты в применении. Различают водорастворимые ан-тисептики (фтористый натрий, кремнефтористый натрий, хлористый цинк, кремнефтористый аммоний) и нерастворимые антисептики (продукты су-хой перегонки каменного угля, торфа, древесины: креозотовое, антрацено-вое и сланцевое масла и др.).
Для предохранения древесины от возгорания применяют антипирены. Действие антипиренов связано с выделением газов, препятствующих горе-нию или оплавлению горящей поверхности с последующим покрытием защитной пленкой. Для образования пленки применяют буру, кислый фос-форнокислый аммоний, сернокислый аммоний, кислый фосфорнокислый натрий. Рекомендуется также применять краски на основе жидкого стекла.
5 Пороки древесины
Классифицируются и определяются по ГОСТ 2140 «Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения»: Различают следующие пороки: сучки; трещины; пороки формы ствола; по-роки строения древесины; химические окраски; грибные поражения; био-логические повреждения; инородные включения, механические поврежде-ния и пороки обработки; покоробленности. ГОСТ 20022. Защита древеси-ны.
6 Изделия из древесины
Лесо- и пиломатериалы
Круглые лесоматериалы. Кряжи – деловые отрезки ствола от ниж-ней комлевой части, которые служат сырьем для пиломатериалов, исполь-зуются для скульптуры и объемной резьбы. Более мелкие кряжи – чураки и полена. Бревна, подтоварник, слега. ГОСТ 2292. Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, обмер, учет и правила при-емки. ГОСТ 9462. Лесоматериалы круглые лиственных пород. Размеры и технические требования. ГОСТ 9463. Лесоматериалы круглые хвойных по-род;
Пиленые лесоматериалы. Получают продольной и последующей по-перечной распиловкой бревен. Брусья (брус, полубрус, брусок), доски (об-резные, не обрезные и полуобрезные), пластины, четвертины, горбыль (обапол). Много отходов (до 35%). По качеству пиломатериалы листвен-ный пород разделяют на 3 сорта, а хвойные – на 5 (отборный, 1,2,3,4). Сорт определяется наличием сучков, гнили, трещин, точностью распиловки, чистотой обработки, степенью покоробленности. Толщины для листвен-ных пород: 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 40, 45, 50, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100 мм, ширина: 60, 70, 80, 90, 100, 110, 130, 150, 180, 200 мм.
Погонажные изделия (шпунтовые доски, поручни, наличники, плин-тусы).
Кровельные материалы
Кровельная стружка (щепа) получается срезанием ствола вдоль во-локон (40…50х7…12х0,3мм);
Кровельная дрань получается раскалыванием ствола вдоль волокон (40…100х9…13х0,4 мм);
Кровельная черепица получается раскалыванием ствола дерева по радиусу;
Кровельный гонт – разновидность черепицы, имеет паз (штунт).
Древесные полуфабрикаты
Шпон – листы толщиной 0,4…1,5 мм, получаемые лущением или строганием отрезков ствола на специальных станках.
- лущеный шпон используют для получения клееной фанеры, ДВП и ДСтП. Применяют березу, ольху, бук, дуб, сосну, липу, ель. При длине шпона 800…1300 мм, ширине 150-170 мм с градацией 50 мм: толщина 0,35; 0,55; 0,75; 0,95 и 1,15 мм. При длине 1300…2500 мм и ширине
700…2500 мм: толщина 1,5…4,0 мм. Различают 8 сортов лущеного шпона: А, АВ, В, ВВ, С, 1, 2, 3. Последние три сорта – только для внутренних сло-ев. Сортообразующие пороки: сучки, грибные и механические поражения, химические окраски, повреждения насекомыми, пороки строения.
- строганный шпон применяют для облицовки мебели. Для получения строганного шпона применяют древесные породы с красивой текстурой – орех, клен, граб, тополь, ива, груша, вяз, каштан, красное дерево, карель-ская береза, ясень. Делятся на 1 и 2 сорт. Сортообразующие пороки те же, что и у лущеного шпона.
Для строганного шпона важной является его толщина. Выпускают шпон толщиной 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мм. Большая толщина принята для шпона из кольцесосудистых и хвойных пород, а меньшая - из рассеянно-сосудистых пород.
Фанерные плиты получают из слоев лущеного шпона, склеенных под большим давлением синтетическими клеями. Длина и ширина 1525 и 1220 мм, толщина 15, 20, 25, 45 мм. Декоративная фанера получается с по-крытием лицевой поверхности текстурной бумагой для имитации под цен-ные породы древесины. Фанера бывает односторонней и двухсторонней. Облицовочная фанера изготовляется из лущеного шпона с покрытием ли-цевого слоя строганным шпоном. Поверхности могут быть шлифованны-ми. В зависимости от текстуры и вида шпона различают продольную (бо-лее ценную) и поперечную облицовочную фанеру:
- бакелизированная фанера получается пропиткой различными смола-ми: повышенной водостойкости ФСФ (фенолоформальдегидные), средней водостойкости ФК, ФБА (карбамидные, альбуминно-казеиновые), ограни-ченной водостойкости ФБ (казеиновые, соевые и др.);
- гофрированная фанера обладает повышенной жесткостью и приме-няется как кровельный материал.
Столярная плита получается склеиванием из узких реек щита нуж-ных размеров, облицованного с обеих сторон строганным шпоном. Щит из реек – серединка (основа), а наклеенный шпон – рубашка (лицевой или оборотный слой). Ширина реек – не более 1,5 толщины. Толщина плит 16, 19, 22, 25 и 30 мм.
Древесноволокнистая плита ДВП. По плотности: мягкие (М), полу-твердые (ПТ), твердые (Т), и сверхтвердые (СТ). По минимальному Rизгмарки: М-4, М-12, М-20, ПТ-100, Т-350, Т-400 и СТ-500. Размеры различ-ны. Длина 1200-5500; ширина 1220-2140; толщина 2,5-25 мм. ГОСТ 4598. Плиты древесноволокнистые. Технические требования. ГОСТ 27935. Пли-ты древесноволокнистые и древесностружечные. Термины и определения.
Древесностружечная плита ДСтП. По прочности и жесткости почти не отличаются от древесины. Получают горячим прессованием древесных стружек со связующим веществом: мочевиноформальдегидные, фенол-
формальдегидные смолы. Шлифованные и не шлифованные, облицован-ные и необлицованные. Крепят с помощью гвоздей, шурупов, раскладок, мастик и синтетических клеев. Марки: П-1, П-2 (классы А и Б) и П-3 (по областям применения, виду облицовок и отделки). ГОСТ 10633-10637, 23234. Плиты древесностружечные. Методы испытаний. ГОСТ 18110. Плиты древесностружечные. Термины и определения. ГОСТ 23551. Дре-весное сырье для изготовления прессованной древесины.
Пустотелые (мебельные) щиты – каркас, оклеенный с одной сторо-ны шпоном или фанерой, а середина заполнена стружками или опилками, пропитанными смолами. Дешевые и просты в изготовлении. Для внутрен-них перегородок, крышек, дверей и элементов кухонной мебели.
Древесно-слоистые пластики ДСП. Получают из лущеного шпона, пропитанного резольно-новолачной смолой. При высоких температурах придают любую форму. Обладают повышенной химической стойкостью, малой истираемостью, немагнитностью, радиопрозрачностью, эстетично-стью и гигиеничностью. Применяются для облицовки лицевых и особенно рабочих поверхностей кухонной и другой мебели.
Клееные изделия. Удаляются многие разновидности пороков. Обла-дают высокой прочностью. Применяют при изготовлении балок, блоков, арок, ферм.
Выводы
Древесные материалы наряду с природными каменными материалами являются древнейшими строительными материалами. Древесина использо-валась первобытными людьми в качестве материала для изготовления жи-лищ, бытовых изделий, основных орудий труда.
Благодаря широкой распространенности, огромным запасам природ-ного сырья, высоким эксплуатационным характеристикам, древесина на-ходят разнообразное применение в современной строительной практике.
Древесные материалы являются основным сырьем для получения из-делий из древесины.
Сегодня древесные материалы – это не просто механически обрабо-танная (распиленная, остроганная) натуральная древесина, но и древесина, подвергнутая сложной технологической (химической, термической, физи-ко-механической) обработке. Чаще всего это композиционные материалы, в которых натуральная древесина – лишь один из основных ингредиентов смеси или слоистой конструкции.
Такие материалы обладают по сравнению с натуральной древесиной значительно улучшенными эксплуатационными свойствами: повышенной прочностью, огнестойкостью, стойкостью против гниения, изотропностью.
Тест для самоконтроля
1. Чем отличается брус от доски? 1. Брус всегда толще доски.
2. Брус опиливается с четырех сторон.
3. У бруса ширина больше двойной толщины. 4. У бруса ширина меньше двойной толщины.
2. Что такое точка насыщения волокон?
1. Влажность древесины, соответствующая предельно возможному количе-ству влаги.
2. Влажность свежесрубленной древесины. 3. Влажность древесины, срубленной летом.
4. Влажность древесины, соответствующая предельному количеству гигро-скопической влаги
3. Укажите недостатки древесины как строительного материала. 1. Анизотропность и гигроскопичность.
2. Легкость механической обработки и малая теплопроводность. 3. Малая средняя плотность и малая теплопроводность.
4. Легкость механической обработки и загниваемость.
4. Какие породы древесины относятся к ядровым породам? 1. Дуб, береза, ель.
2. Дуб, сосна, ясень. 3. Береза, граб, бук. 4. Граб, дуб, бук.
5. Что называется капиллярной влагой в древесине?
1.Влага, свободно заполняющая полости клеток и межклеточное простран-ство.
2. Влага, находящаяся в межклеточном пространстве. 3. Влага, содержащаяся в стенках клеток.
4. Равновесная влага.
6. Что называется гигроскопической влагой в древесине?
1. Влага, свободно заполняющая полости клеток и межклеточное про-странство.
2. Влага, находящаяся в межклеточном пространстве. 3. Влага, содержащаяся в стенках клеток.
4. Равновесная влага.
7. В каком направлении усушка древесины выше? 1. В линейном.
2. В радиальном.
3. В тангентальном.
4. Усушка не зависит от направления.
8. От чего зависит прочность древесины?
1. От количества годичных слоев в 1 см торцевого сечения древесины. 2. От толщины годичного кольца.
3. От возраста древесины.
4. От процентного содержания поздней древесины.
ТЕМА 4 КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Методические указания
Изучение керамических материалов целесообразно начать с общих све-дений – определения керамических материалов, кратких сведений о разви-тии их производства и применения.
После уяснения общих вопросов следует переходить к частным во-просам, относящимся к каждому отдельному виду керамических изделий. При этом рекомендуется изучение вести по схеме: понятие об особенно-стях сырья и производства данного вида изделий – основные свойства (плотность, теплопроводность, водопоглощение, морозостойкость, марка по прочности и др.) – области и особенности применения данных изделий.
В качестве контрольных мероприятий следует изучить вопросы к теме и выполнить задания 23-27, 37, 39, 41.
Тема считается зачтенной при наборе 12 баллов.
Теоретический материал
Керамические материалы (греч. Keramiké – гончарное искусство) – изделия и материалы, получаемые из порошкообразных веществ различ-ными способами и подвергаемые обязательной высокотемпературной об-работке (обжигу) для упрочнения и получения камневидного состояния. Изделие после обжига называется керамическим черепком. Керамические материалы – самые древние из всех искусственных материалов. Черепки грубых горшечных изделий находят на местах поселений, относящихся к каменному веку. Возраст керамического кирпича как строительного мате-риала более 5000 лет.
В современном строительстве керамические изделия применяют поч-ти во всех конструктивных элементах зданий. Облицовочные и другие ма-териалы используют в сборном домостроении. Богатство эстетических воз-можностей керамики обеспечили ей видное место в отделке фасадов зда-ний и внутренних помещений. Пористые керамические заполнители – ос-нова легких бетонов. Санитарно-технические изделия и посуда из фарфора и фаянса широко используется в быту. Специальная керамика необходима для химической и металлургической промышленности, электротехники и радиоэлектроники. Ее применяют в космической технике.
1 Свойства керамических строительных материалов
К керамическим материалам предъявляются различные требования соответственно тем воздействиям, которые они испытывают при использо-вании их в строительстве. В связи с этим необходимо знать основные свой-ства керамического материала и пути их регулирования в процессе изго-товления различных керамических изделий.
Рабочими свойствами керамических материалов являются водопо-глощение, прочность, морозостойкость, паро- и воздухопроницаемость, сцепление с раствором, загрязняемость и др.
Водопоглощение керамических материалов характеризует количест-венную величину их пористости и, соответственно, степень спекания, ко-торая в свою очередь, влияет на многие рабочие свойства изделий строи-тельной керамики.
Диапазон этого показателя для изделий строительной керамики в за-висимости от их вида и назначения довольно велик. Пористые керамиче-ские изделия имеют водопоглощение 6…20% по массе. Водопоглощение плотных изделий гораздо меньше: 1…5% по массе.
Предел прочности при сжатии Rcжимеет большое значение для изде-лий стеновой керамики, которые воспринимают большие нагрузки в зда-ниях и сооружениях. По этому показателю стеновые изделия маркируют, принимая за марку среднюю величину по результатам испытания пяти об-разцов.
Твердость глазури по шкале Мооса изменяется от 6 (напольная глазу-рованная плитка) до 9 (керамический гранит).
Предел прочности при изгибе регламентируется ГОСТами для кирпи-ча, поскольку в стене он испытывает не только сжимающие, но и изги-бающие нагрузки, вследствие неровностей своей поверхности. Этот пока-затель регламентируется и для некоторых других керамических изделий. По нему также судят об относительной прочности испытуемого материала и используют его как косвенный показатель для характеристики некоторых других свойств глинистого сырья и обожженных изделий (связность, свя-зующая способность, термостойкость).
Для керамических материалов Rизнаходится в пределах 0,7…5,0 МПа. Теплопроводность керамических материалов зависит от средней плот-
ности, состава, вида и размера пор и резко возрастает с увеличением их влажности, так как теплопроводность воды [l = 0,58 Вт/(м-град)] выше теп-лопроводности воздуха [l=0,029 Вт/(м-град)] в 20 раз. Замерзание воды в порах материала ведет к дальнейшему резкому возрастанию его теплопро-водности, поскольку теплопроводность льда [l=2,33 Вт/(м-град)] больше теплопроводности абсолютно плотного керамического черепка l =1,163 Вт/(м-град) примерно в 2 раза, больше теплопроводности воды в 4 раза и больше теплопроводности воздуха в 80 раз.
Теплопроводность абсолютно плотного керамического кирпича боль-шая 1,16 Вт/м.град. Воздушные поры и пустоты, создаваемые в керамиче-ских изделиях, снижают плотность и значительно уменьшают теплопро-водность. Соответственно уменьшается материалоемкость ограждающих конструкций.
Эстетические свойства связаны в основном с видом и составом сырья, параметрами технологии, температурой и временем обжига, оценивается цвет и фактура. Значительно влияют и наличие дефектов. Из дефектов наиболее значительное влияние оказывают выцветы, неперпендикуляр-ность и непрямолинейность граней, посечки, отколы, пятна, смещение и разрыв декора, недожог и пережог краски, мушка (точка черного цвета до 2 мм).
2 Стеновые материалы (керамические кирпичи и камни)
Стеновые материалы применяют для кладки наружных и внутренних
стен, а также для изготовления стеновых панелей и блоков. В зависимости от плотности различают обыкновенные изделия (r>1600 кг/м3), условно-эффективные (1400…1600 кг/м3) и эффективные (<1400…1450 кг/м3). По
размерам различают кирпичи: обыкновенный (250х120х65мм), утолщен-ный (250х120х88мм), модульный (288х138х63мм); камни: обыкновенный (250х120х138мм), укрупненный (250х138х138мм), модульный (250х250х138мм), с горизонтальным расположением пустот (250х250х120 и 250х250х80мм).
Эффективные стеновые материалы изготовляют из легкоплавких глин или глинотрепельных смесей с выгорающими добавками и без них. Кроме того, к ним относятся кирпич и камни из диатомитов и трепелов. В зависи-
мости от плотности их подразделяют на 3 класса: класс А – плотность ко-торых 700…1000 кг/м3, класс Б – 1001…1300 кг/м3 и класс В – свыше 1300 кг/м3. Кирпич и камни из диатомитов и трепелов применяют для кладки
наружных и внутренних стен зданий.
Для снижения массы и повышения теплоизоляционных свойств кирпич и камни выпускаются с пустотами, количество которых может быть 7, 18, 19, 21, 28, 31, 32. Они могут быть сквозными и несквозными, круглыми, прямоугольными, овальными.
Марки по прочности: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300. Марки по
морозостойкости: 15, 25, 35, 50. Водопоглощение не менее 8%. Температу-ра обжига 900…1100оС.
Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных тре-щин. Кирпич должен быть нормально обожжен; кирпич недожженный или пережженный – брак. После обжига кирпич должен соответствовать цвету
эталона нормально обожженного кирпича. Не допускаются известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича.
Сборные изделия (панели) из кирпича и керамических камней изготов-ляются в заводских условиях и применяются в сборном домостроении. Панели армируют сварными каркасами по периметру панели и оконных проемов. Их выпускают также с полной заводской готовностью, т.е. с об-лицовкой коврово-мозаичной плиткой.
3 Облицовочные материалы
Облицовочные материалы для наружных облицовок
Кирпич и камни лицевые. Применяют для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий, возводимых из штучных изделий (кирпича и камня). Их выпускают с гладкой и рельефной факту-рой, они характеризуются точностью форм и размеров, имеют однородный цвет и оттенок в партии. Применяют высококачественные легкоплавкие глины. Марки по прочности: 75, 100, 125, 150. Водопоглощение 6…14%:
- глазурованные кирпич и камни получают нанесением глазурованного покрытия на обожженный кирпич методом двукратного обжига. Кирпич после первого обжига зачищают карборундовым камнем или шлифуют, удаляют с поверхности пыль, увлажняют и пульверизатором наносят гла-зурное покрытие. После сушки глазурного покрытия кирпич подвергают повторному кратковременному обжигу. Применяют для отделки внутрен-них стен вестибюлей, лестничных клеток, переходов, интерьеров и акцент-ных вставок, придающих фасаду здания большую архитектурную вырази-тельность;
- ангобированные кирпич и камни имеют лицевую поверхность, покры-тую ангобом толщиной 0,2…0,4 мм. Ангоб изготовляют из белой глины (80%), стеклобоя (15…20%), минеральных красителей (5…7%), который
наносят на отформованные изделия в виде суспензии – шликера средней плотностью 1300 кг/м3. Для нанесения ангоба после мундштука пресса ус-
танавливают пульверизационную камеру с укрепленными на ней компрес-сорными форсунками;
- токретированный кирпич изготовляют из легкоплавких глин. Факту-ру лицевой поверхности получают нанесением с помощью форсунок на ложковую и тычковую поверхности стеклянной крошки, песка, фарфора, шамота, туфа в момент выхода бруса из ленточного пресса;
- двухслойный кирпич формуют из местных красных глин, и лишь лице-вой состав толщиной 3…5 мм из белых или окрашенных качественных глин. Для нанесения лицевого состава в ленточном прессе имеется паз для
прохода облицовочной массы. Морозостойкость не менее 25. Марки по прочности 75, 100,125 и 150. Водопоглощение 6…14%. Размеры 250х120х140 и 188х122х140мм.
Фасадные плитки. Фасадные плитки изготовляют методами полусу-хого прессования и литья:
- коврово-мозаичные плитки (терракотовые, т. е. естественно окра-шенные) применяют для облицовки фасадных поверхностей железобетон-ных стеновых панелей, блоков, для отделки архитектурных элементов фа-сада здания (поясов, карнизов, декоративных панно). Размеры 46х46, 22х22, 22х36мм и толщиной 2…4 мм. Морозостойкость не менее 35 цик-лов, водопоглощение 6…14%;
- ковры типа «брекчия» применяют для облицовки фасадов и в виде акцентных вставок. Используют бой плиток, которых в ковре должно быть не более 60%;
- плитки типа «кабанчик» изготовляются глазурованными и неглазу-рованными. Их применяют для отделки панелей, наклеенными на бумаж-ные ковры, а также для облицовки кирпичных стен. Изготовляют их под размер кирпича: 120х65х7мм.
Керамический гранит. Одна из новейших технологий в керамиче-ском производстве. Можно сказать, что керамический гранит – высшая стадия развития керамической плитки.
Керамический гранит воспроизводит внешний вид и природные качест-ва натурального гранита и мрамора. Его производят из высококачествен-ной огнеупорной глины, кварцевого песка, полевого шпата, каолина и кра-
сящих пигментов. Смесь прессуют под очень высоким удельным давлени-ем, затем сушат и обжигают при температуре не менее 1200 оС. В резуль-
тате получается чрезвычайно прочный, плотный материал с практически нулевым водопоглощением.
Особенностями технических характеристик керамического гранита яв-ляются: высокая износоустойчивость; чрезвычайно низкое водопоглоще-ние; высокая морозостойкость; отсутствие радиационного фона.
Плитка может варьироваться по оттенкам. Небольшие колебания разме-ров (калибров) плитки считаются допустимыми. Незначительные неровно-сти неполированного материала являются неотъемлемой частью его нату-рального вида.
Облицовочные материалы для внутренних облицовок
Облицовочные материалы для стен:
- майоликовые плитки изготовляют из легкоплавких мергелистых глин и мела (до 20%). Сверху покрываются глазурью. Их выпускают раз-нообразными по форме: квадратные (150х150 мм), прямоугольные с пря-мыми кромками (150х100 мм и 150х75 мм);
- фаянсовые плитки изготовляются из смеси каолина, полевого шпата и кварцевого песка с добавлением плавней. Как правило, они изготовляют-ся методом литья. Плитки получаются пористыми, лицевая поверхность покрывается глазурью. Водопоглощение не более 16%. Различают фаянсо-вые плитки плоские, рельефные и с рисунком. Рисунок наносят методом
сериографии. Они способны выдерживать перепады температур от 120 до 1500оС без появления дефектов.
б) облицовочные плитки для пола. Их изготовляют из тугоплавких и огнеупорных каолиновых глин с добавлением отощителей (тонкомоло-тые шамот и кварцевый песок), плавней и окрашивающих примесей. Об-жиг ведется до спекания. Плитки для пола практически водонепроницае-мы. Характеризуются малой истираемостью, не дают пыли, легко моются, стойки против действия кислот и щелочей. Водопоглощение не более 4%. Длина 50…300мм, толщина 11, 13 и 15 мм. Недостатком являются трудо-емкость укладки, низкая сопротивляемость удару, большая теплопровод-ность (полы получаются холодными).
4 Керамические изделия специального назначения
Кровельные материалы
Керамическая черепица. Один из древних долговечных и огнестой-
ких кровельных материалов. Кровля легко собирается, однако тяжелая (до 65 кг/м2). Морозостойкость не менее 25. Местный материал. Требует большого уклона (более 30о) для быстрого стока воды. Форма и размеры
различные (рядовая, разжелобочная, концевая, пазовая штампованная и ленточная, плоская ленточная, коньковая). Легкоплавкие глины.
Керамические камни и плиты для перекрытий. Камни и плиты для перекрытий применяют для сборных элементов настилов, часторебристых сборных или монолитных перекрытий, накатов (заполнение между балка-
ми). Как правило, выпускаются пустотелыми с плотностью 800…1300 кг/м3.
Санитарно-техническая керамика. Ванны, раковины и другое обо-рудование санитарно-технических узлов жилых и производственных по-мещений изготовляют из фаянса, полуфарфора и фарфора. Сырьем для производства этих керамических материалов, обладающих различной по-
ристостью являются беложгущиеся глины, каолины, кварц и полевой шпат, взятые в различных соотношениях.
Из фаянса преимущественно методом литья изготовляют унитазы, умывальники, смывные бачки и др. Для производства крупных изделий (ванн, моек и пр.) используют шамотный фаянс, в который вместо кварца вводят шамот (10…15%). Водопоглощение фаянса 10…12%. Поверхность фаянсовых изделий покрывают глазурью, что придает им водонепрони-цаемость.
По сравнению с фаянсом полуфарфор имеет более спекшийся черепок (водопоглощение 3…5%) и его прочность выше. Фарфор отличается еще большей плотностью и прочностью, что позволяет изготовлять из него тон-костенные изделия
Формуют методом литья в гипсовых формах. Из-за большой водопо-требности гипса в начальный период происходит большой отсос воды из формуемой массы, поверхностный слой уплотняется, обеспечивая водоне-проницаемость (происходит набор черепка). После сушки и обжига сво-бодная вода удаляется, обеспечивая достаточную легкость изделию. Сани-тарно-техническая керамика глазуруют с обеих сторон для повышения во-донепроницаемости и обеспечения санитарно-гигиенических требований.
Керамические трубы
Канализационные трубы. Канализационные трубы применяют в строительстве безнапорных сетей канализации, для транспортирования промышленных, бытовых и дождевых, агрессивных и неагрессивных вод.
Они изготовляются из пластических огнеупорных и тугоплавких глин с содержанием AL2O3 не менее 16%, интервалом спекания более 60 оС и без повышенного количества вредных включений типа колчедана, сидерита,
гипса прессованием на трубных прессах. Обжиг ведется до спекания при 1250…1300оС. Канализационные трубы более стойкие, чем чугунные, ас-
бестоцементные и бетонные. Они должны быть водонепроницаемыми и иметь водопоглощение не более 8%. Внутренний диаметр 150…600 мм, длина 1000…1500 мм. Покрывают кислотостойкой глазурью с обеих сто-рон.
Дренажные трубы. Дренажные трубы получают из легкоплавких
глин. Применяются они для мелиоративных работ. Обжиг при 950…1000оС. Диаметр 25…250, длина до 500мм. Глазурованные трубы из-
готовляют с раструбом, а неглазурованные - без раструба. Водопоглоще-ние не более 15%. Морозостойкость не менее 15 циклов.
Кирпич для дымовых труб. Применяются при температурах до 700оС. Марки по прочности от 125 до 300. По форме различают прямо-
угольный кирпич и клинообразный. Водопоглощение не менее 6%. Моро-зостойкость 25, 35 и 50.
Кислотоупорная керамика
Кислотоупорные изделия изготовляют из глин, не содержащих приме-
сей, понижающих химическую стойкость (карбонаты, гипс, серый колче-дан) и спекающихся при температуре около 12000 С. Глазурование изделий
производят с обеих сторон.
Кислотостойкость изделий характеризует их нерастворимость в ки-слотах, поэтому они применяются в кислотном производстве для футеров-ки и заполнения башен, изготовления химической аппаратуры и труб.
Кислотоупорная керамика обладает высокими показателями плотно-сти, прочности, кислотостойкости. Термическая стойкость кислотоупорной керамики составляет от 5 до 25 смен.
Огнеупорная керамика
Огнеупорными называют изделия, применяемые для строительства промышленных печей, топок и аппаратов, работающих при высокой тем-
пературе. По огнеупорности изделия могут быть огнеупорными (1580…1770 оС), высокоогнеупорными (1700…2000 оС), высшей огне-упорности (более 2000 оС). Состав различен, их определяют свойства и об-
ласти применения. Разновидности огнеупорной керамики: динасовая (кремнеземистую), алюмосиликатная, полукислая, шамотная, высокогли-ноземистая, легковесная, магнезиальная, хромистая, углеродистая.
Для высокотемпературной теплоизоляции различных промышленных печей и тепловых агрегатов используют алюмосиликатные и другие во-локна, обладающие высокой прочностью, термической стойкостью и ма-лой теплопроводностью.
Пористая керамика
Пористая керамика производится из легкоплавких и вспучивающихся глин, используется как заполнитель для легких бетонов. Пористая керами-ка делится на две группы:
Керамзит (гравиеподобный материал) изготовляется из легкоплавких глин с содержанием оксидов железа до 12%, щелочей до 3%, органических примесей (угольная пыль, торфяная крошка) до 3%. Спекание производит-ся в момент максимального газовыделения.
Аглопорит (типа пемзы) изготовляется из местного глиносодержаще-го сырья с 8…10% каменного угля. Аглопорит имеет открытую порис-тость.
Клинкерный кирпич для покрытия дорог и мостовых
Дорожный (клинкерный) кирпич вырабатывают из тугоплавких глин, обжигая их до спекания. Дорожный кирпич имеет размер 220х110х65 или 220х110х76 мм, водопоглощение 2…6%, морозостойкость 50…100 циклов. Этот кирпич можно применять для мощения дорог и тротуаров, устройства полов промышленных зданий, кладки канализационных коллекторов.
Выводы
Керамические материалы одни из первых искусственных материалов, применяемых человечеством для своих нужд. Они могут применяться практически в любых условиях.
Помимо традиционной керамики, сырьем для производства которой является глина, к керамическим материала относятся новые материалы из чистых оксидом металлов
Строительная и декоративно-художественная керамика – это материа-лы и изделия, получаемые из глиняных масс путем формования, сушки и обжига. Наиболее сильное на качество керамических материалов оказыва-ют условия обжига.
Тест для самоконтроля
1. Какова величина водопоглощения по массе у пористой керамики? 1. 0%.
2. < 5%. 3. > 5%. 4. 30%.
2. Назовите температуру обжига пористых изделий строительной
керамики.
1. 450…600оС. 2. 600…700оС. 3. 950…1000оС.
4. 1050…1200оС.
3. С какой целью некоторые виды керамических изделий покрывают глазурью?
1. Для лучшего сцепления с раствором в конструкции. 2. Для повышения пористости.
3. Для упрочнения керамического черепка.
4. Для снижения водопроницаемости и повышения санитарно-гигиенических свойств.
4. Как изменяется пластичность глин с увеличением содержания мельчайших частиц?
1. Увеличивается.
2. Уменьшается только для каолинов. 3. Не изменяется.
4. Уменьшается для любых глин
5. По какому основному показателю кирпич подразделяют на марки? 1. По водопоглощению.
2. По средней плотности. 3. По внешнему виду.
4. По механическим характеристикам.
6. Какую огнеупорность имеют огнеупорные глины? 1. Более 1580оС.
2. 1350…1580оС. 3. 1300…1350оС. 4. Менее 1300оС.
ТЕМА 5
МАТЕРИАЛЫИЗ СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ
Методические указания
Общим для строительных материалов этой группы является получе-ние их путем охлаждения силикатных расплавов. Однако в зависимости от исходных сырьевых материалов, дополнительных компонентов и режима охлаждения можно получить плавленые материалы, разные по структуре и свойствам.
Необходимо иметь понятия о стеклообразном и стеклокристалличе-ском состоянии вещества, сырьевых ресурсах и технологических приемах получения плавленых материалов с разной структурой. Необходимо пока-зать связь состава и структуры со свойствами материала.
Наиболее широко применяются стекло и стеклянные изделия. Все большее значение для строительства приобретают стеклокристаллические материалы. Стеклокристаллические материалы, сохраняя многие положи-тельные свойства стекла, значительно превосходят его по прочности, хи-мической и термической стойкости и могут заменить в некоторых конст-рукциях даже металлы.
В качестве контрольных мероприятий следует изучить вопросы к теме и выполнить задания 28-32.
Тема считается зачтенной при наборе 5 баллов.
Теоретический материал
Материалы из силикатных расплавов получаются в результате рас-плавления шихты, формования изделий в момент нахождения массы в вяз-ко-текучем состоянии и регулируемого охлаждения.
Сырьем для производства изделий из силикатных расплавов являются горные породы (песок, мел, базал