Керамическая плитка (стр. 2 из 7)
При последующем охлаждении расплавленная масса затвердевает, образуя стекло, которое придает верхнему слою плитки особые свойства.
2.2 Требования к сырьевым материалам
По ГОСТ 9169–75 глинистое сырье классифицируют:
по огнеупорности;
по содержанию Аl2 O3;
по содержанию красящих оксидов (Fe2O3 и TiO2);
по содержанию водорастворимых солей;
по минеральному составу;
по содержанию тонкодисперсных фракций;
по содержанию крупнозернистых включений;
по пластичности;
по механической прочности на изгиб в сухом состоянии;
по спекаемости;
по содержанию свободного кремнезема.
Для керамических плиток для внутренней облицовки стен применяют:
Глины огнеупорные, тугоплавкие, реже легкоплавкие, средне- или умереннопластичные, с низким содержанием крупных и средних включений железистых минералов, гипса и органических остатков (Приложение к ГОСТ 9169–75).
В зависимости от огнеупорности глинистое сырье подразделяют на группы, указанные в табл. 2.
Табл. 2
| Наименование группы | Показатель огнеупорности, °С |
| ОгнеупорныеТугоплавкие Легкоплавкие | 1580 и вышеОт 1350 до 1580Менее 1350 |
По количеству, размеру и виду крупнозернистых включений глинистое сырье подразделяют на группы, указанные соответственно в табл. 3,4,5.
Табл. 3
| Наименование групп | Количество включений размером более 0,5 мм, % |
| С низким содержанием Со средним содержаниемС высоким содержанием | Менее 1От 1 до 5Св. 5 |
Табл. 4
| Наименование групп | Размер преобладающих включений (св. 50%), мм |
| С мелкими включениямиСо средними включениямиС крупными включениями | Менее 1От 1 до 5Св. 5 |
Табл. 5
| Наименование групп | Вид преобладающих включений (св. 50%) |
| С включениями обломков горных пород С включениями кварца С включениями железистых минералов С включениями гипса С карбонатными включениямиС включениями органических остатков | Граниты, сланцы, кварциты и др.КварцПирит, марказит, сидерит, окислы и гидроокислы железаГипсКальцит, доломит и др.Растительные остатки, торф, уголь и др. |
В зависимости от пластичности глинистое сырье подразделяют на группы, указанные в табл. 6
Табл. 6
| Наименование групп | Число пластичности |
| Высокопластичные Среднепластичные Умереннопластичные Малопластичные Непластичные | Св. 25от 15 до 25от 7 до 15от 3 до 7Не дают пластичного теста |
В зависимости от температуры спекания глинистое сырье подразделяют на группы, указанные в табл. 7
Табл. 7
| Наименование групп | Температура спекания, °С |
| Низкотемпературного спекания Среднетемпературного спекания Высокотемпературного спекания | До 1100Св. 1100 до 1300Св. 1300 |
По ГОСТ 7031–75 определены технические требования к кварцевому песку.
Кварцевый песок по физико-химическим показателям должен соответствовать нормам, указанным в таблице.
| Наименование показателей | Нормы для марокПК-95 ПК-93 | Методы испытаний | |
| 1. Содержание двуокиси кремния (SiO2), %, не менее | 95 | 93 | По ГОСТ 2642.1–71 |
| 2. Содержание суммы окисей железа и двуокиси титана(Fe2O3+TiO2), %, не более | 0,2 | 0,2 | По ГОСТ 2642.1–71 |
| 3. Содержание окиси кальция(СаО), %, не более | 1 | 2 | По ГОСТ 2642.1–71 |
| 4. Потери массы при прокаливании, %, не более | 1 | 2 | По ГОСТ 1960913–74 |
| 5. Содержание каолина, %, не более | 1 | 2 | По ГОСТ 7031–75 |
| 6. Остаток на сите №4, %, не более | 2 | 5 | По ГОСТ 20545–75 |
| 7. Содержание суммы окислов калия и натрия (К2О+Na2O), %, не более | Не нормируется | По ГОСТ 19609.5–74 | |
| 8. Содержание влаги, %, не более | 5 | 5 | По ГОСТ 19609.14–74 |
Примечание! В кварцевом песке, предназначенном для предприятий фарфоро-фаянсовой промышленности, определение суммы окислов калия и натрия (К2О+Na2O) обязательно. По согласованию с потребителем допускается поставка песка с содержанием влаги не более 8% в объёме не более 15% от годовой поставки. В кварцевом песке не допускается наличие посторонних примесей, видимых невооруженным глазом, за исключением примесей полевого шпата.
В зависимости от воздушной усадки глинистое сырье подразделяют на группы:
| Наименование групп | Коэффициент линейной усадки α, % |
| Высокопластичные | 10–15 |
| Среднепластичные | 7–10 |
| умереннопластичные | 5–7 |
По температуре спекания глазурь подразделяют на две группы:
| Наименование групп | Температура спекания, °С |
| тугоплавкие | 1100–1350 |
| легкоплавкие | 900–1100 |
Плавкость глазури зависит от входящих в ее состав материалов.
2.3 Методы контроля качества сырья
Пластичность глин (ГОСТ 21216.1) определяется по формуле:
П= WT – WPгде WT– влажность на границе текучести,
WP – влажность на границе раскатывания;
WT= *100%, где m1 – масса влажной глины,
m2 – масса сухой глины
WPопределяется путем раскатывания глины в руках до тех пор пока она не начнет делиться на жгуты диаметром 3 мм и длиной 5–10 мм.
Воздушная усадка. Для определения воздушной усадки из раскатанной скалкой пластичной массы вырезают металлической квадратной формочкой 5 плиток размерами 50 х 50 х 8 мм и раскладывают их на тонком стекле покрытом бумагой. Затем на образцы измеряют штангенциркулем и наносят метки. После высушивания образцы снова измеряют и вычисляют среднее. Воздушную усадку определяют по формуле:
α = *100%, где l – длина свежеотформованного образца, мм
l1 – длина высушенного образца, мм
Огневая усадка. Определение огневой усадки проводится на тех же образцах, на которых определялась воздушная усадка. Формула для определения огневой усадки:
α1 = *100%, где l1 – длин высушенного образца, мм
l2 – длина обожженного образца, мм
огневая усадка может быть 2…6%
Спекаемость (ГОСТ 21216.9) – способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного черепка. Результатом является уплотнение материала и уменьшение его пористости. Степень спекания контролируют водопоглощением керамического черепка. Черепок считается спекшимся если он не имеет признаков пережега и его водопоглощение не менее 5%.
Огнеупорность. (ГОСТ 4069) Определяется керамическими пироскопами имеющими форму трехгранной пирамиды высотой 30 мм, стороной у основания 8 мм, у вершины 2 мм. Образец из испытуемой глины ставят в печь вместе с конусами имеющими разные температуры огнеупорности и конусы нагревают. Огнеупорность испытуемой глины соответствует огнеупорности того конуса, который коснулся своей вершиной подставки одновременно с испытуемым образцом.
Тепловой коэффициент линейного расширения. (ГОСТ 6141–91) Изготавливают два образца длиной 50 мм, сечением 5х5 мм. Образец высушивают в течение 1 ч при температуре 250 °С, после чего помещают в эксикатор для остывания до температуры помещения. Штангенциркулем измеряют длину образца с точностью до 0,01 мм, помещают образец в дилатометр, нагревают со скоростью подъема температуры (5±1) °С в минуту до 600 °С и регистрируют изменение длины образца.
Температурный коэффициент линейного расширения a, °С, вычисляют по формуле
, где 
– исходная длина образца, мм;
– изменение длины образца, мм;
– интервал температур, оС;
– поправка на расширение кварцевого стекла трубки дилатометра в интервале от комнатной температуры до 600 °С.
Содержание крупнозернистых включений. (ГОСТ 21216.4) Суспензию глины пропускают через сито 0,5 мм, замем остаток промывают под струей воды до тех пор пока вода не будет прозрачной. Остаток на сите смывают в чашку и сушат до постоянной массы в сушильном шкафу, охлаждают, взвешивают. В высушенном остатке определяют общее количество включений и их вещественный состав. Остаток на сите массой более 5% от навески рассеивают на ситах 5,3,2 и 1 мм, остатки на каждом сите взвешивают, определяют количество включений и их вещественный состав.
К глазурям предъявляется основное требование – согласованность коэффициента термического расширения глазури и керамического черепка. В противном случае образуется цек – волосяные трещины в глазури. На коэффициент линейного расширения влияют различные окислы в составе глазури.
Еще одно важное свойство глазури – упругость. Степень упругости определяется модулем упругости, т.е. силой, которая способна вызвать удлинение на 1 мм в стержне длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Модуль упругости у различных глазурей колеблется от 5800 до 6000 кг.
3. Технология производства
3.1 Технологическая схема производственного процесса
Для изготовления облицовочных плиток применяют беложгущиеся глины и каолин, кварцевый песок, полевой шпат, пегматит, мрамор и некоторые другие компоненты. Производство этих изделий осуществляется по способу полусухого прессования масс, подготовленных шликерным способом.