Отвердевание глины при высыхании и усадка
Особенность глиняного теста – способность отвердевать при высыхании на воздухе. Прочность высушенной глины обусловлена действием ван-дер-ваальсовых сил и цементацией зерен минералов ионами примесей. Силы капиллярного давления стягивают частицы глины, препятствуют их разъединению, вследствие этого происходит воздушная усадка. При насыщении водой мениски исчезают, прекращается действие капиллярных сил, частицы свободно перемещаются в избытке воды, и глина размокает.
Усадка – это уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка) глин. Усадку выражают в процентах от первоначального размера изделия.
Для различных глин линейная воздушная усадка колеблется от 2 – 3% до 10 – 12 % в зависимости от содержания тонких фракций. Для уменьшения усадочных напряжений к жирным глинам добавляют отощители. Поверхностно-активные вещества (СБД и др.), введенные в глиняную массу в количестве 0,05 – 0,2 %, улучшают смачивание частиц глины водой, позволяют сократить формовочную влажность и снизить воздушную усадку.
Огневая усадка получается из-за того, что в процессе обжига легкоплавкие составляющие глины расплавляются, и частицы глины в местах их контакта сближаются. Огневая усадка может составлять 2 – 8 % в зависимости от вида глины.
Полная усадка, равная алгебраической сумме воздушной и огневой усадок, колеблется от 5 до 18 %. Соответственно увеличивают размеры форм, чтобы получить готовое изделие необходимых форм.
Переход глины при обжиге в камневидное состояние
В процессе высокотемпературного обжига глина претерпевает физико-химические изменения. Сначала испаряется свободная вода, затем выгорают органические вещества. При температуре 700 – 800ºС происходит разложение безводного метакаолинита Al2O3 2SiO2, который образовался ранее (при температуре 450 – 600º С) вследствие дегидратации каолинита; затем Al2O3 и SiO2 при повышении температуры (до 900ºС и выше) вновь соединяются, образуя исскуственный минерал – муллит (3Al2O3 2SiO2). Муллит придает обожженному керамическому изделию водостойкость, прочность, термическую стойкость. С его образованием глина необратимо переходит в камневидное состояние. Вместе с образованием муллита расплавляются легкоплавкие составляющие глины, цементируя и упрочняя материал.
Обжиг кирпича и других пористых изделий обычно заканчивается при температуре 950 – 1000ºС.Дальнейшее повышение температуры резко интенсифицирует образование и накопление жидкой фазы – силикатного расплава, который не только цементирует частицы глины, но и уплотняет керамический материал. В результате получаются изделия с плотным керамическим черепком, отличающимся малым водопоглощением (менее 5 %).
Спекаемость
Спекаемостью глин называют их свойство уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок.
Интервал спекания легкоплавких глин (для производства кирпича, керамзита) 50 – 100ºС, огнеупорных глин – 400ºС.
Огнеупорные глины (и изделия из них) противостоят действию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. Чистый каолинит плавится
при температуре 1770ºС,однако различные примеси (Fe2O3, CaCO3, и др.)понижают эту температуру. Представляя собой сложные природные смеси, глины не имеют определенной температуры плавления. При 750 - 800ºС в следствии частичного плавления легкоплавких эвтектических смесей начинается уплотнение черепка и закрытие пор, т.е. происходит спекание.
Цвет глины после обжига имеет существенное значение для облицовочных керамических изделий, а также для тонкой керамики. Для получения белого черепка обжиг ведут в восстановительной среде (при наличии свободных CO и H2 в газах) и при определенных температурах, чтобы Fe2O3 перевести в FeO. Не желательны в глине крупные зерна пирита FeS2 и оксидов железа, образующие на черепке после обжига черные точки. Выделение свободного оксида железа при нагревании между 450 и 800ºС придает изделию красноватое и желтоватое окрашивание. Оксиды титана вызывают глубокую синеватую окраску черепка.
Технико экономические показатели
Керамический кирпич был в прошлом и остается в настоящем предпочтительным материалом в строительстве жилья.
Изделия из керамики благодаря своим физико-механическим свойствам, в частности равновесной гигроскопической влажности, создают здоровый, комфортный климат в помещении.
Простой надежный способ строительства, сравнительно низкие затраты также весьма веские аргументы в пользу керамических материалов. Если к сказанному добавить невысокие эксплуатационные издержки и долговечность сооружений, а кирпичные стены практически не требуют какого-либо обслуживания и ремонта, то это можно рассматривать как дополнительную прибыль при оценке приведенной стоимости 1 м2 стены.
Наряду с физико-техническими и экономическими аспектами при выборе строительной системы существенным критерием становится экологическая оценка. Важным является сохранность окружающей среды, экологически благоприятные для жизни человека свойства используемого исходного сырья и материалов, замкнутость производственного цикла и возврат всех выбросов в производство, размеры первоначального потребления и перспективы сбережения энергоресурсов. По всем этим проблемам производство керамических строительных материалов является образцовым и представляет определенный интерес.
Доля строительного кирпича в общем объеме производства стеновых материалов (табл. 1) весьма высокая и по России в целом составила в 2002 г. 79,7%, а в Южном федеральном округе она достигла 87,4%.
роизводство строительного кирпича за последние два года стабилизировалось. Имеющее место падение по отдельным регионам уже не носит характера общеотраслевого провала. Уровень падения невысокий, в пределах долей процента. Негативную роль сыграли природные чрезвычайные ситуации, в частности наводнение в Южном федеральном округе, а также в других регионах.
По некоторым регионам наметились тенденции прироста объемов производства, причем весьма существенные - 76 млн шт. в Центральном округе и почти 20 млн шт. в Дальневосточном округе. В целом из 78 регионов, производящих строительный кирпич, за последние два года возросло производство в 50 регионах.
Это уже очевидное оживление строительного комплекса. Только в 2002 г. введено в эксплуатацию 14 заводов по производству стеновых материалов общей мощностью 344,3 млн шт. усл. кирпича.
По результатам работы за 2002 г. имеются статистические данные всего лишь по 49 предприятиям. Их на порядок меньше против числа тех, которые действовали с таким объемом производства в конце 80-х—начале 90-х годов. Действующие заводы были в свое время модернизированы либо заново построены. Выпускают они продукцию соответствующего качества и сумели выжить в условиях весьма сложного рынка.
Взамен ГОСТа 530-88 постановлением Минстроя РФ от 5 декабря 1995 г. N 18-103 утвержден и введен в действие с 1 июля 1996 г. ГОСТ 530-95
Взамен ГОСТа 379-79 постановлением Минстроя РФ от 4 декабря 1995 г. N 18-102 утвержден и введен в действие с 1 июля 1996 г. ГОСТ 379-95
См. ГОСТ 8736-93, введенный в действие с 1 июля 1995 г. постановлением Минстроя РФ от 28 ноября 1984 г. N 18-29
3.5. Для облицовки фасадных поверхностей панелей и блоков применяют:
лицевые кирпич и камни по ГОСТ 7484-78;
плитки керамические по ГОСТ 18623-73 или ГОСТ 13996-77 и стеклянные по ГОСТ 17052-71;
См. ГОСТ 13996-93, введенный в действие с 1 января 1995 г. постановлением Госстроя РФ от 23 июня 1994 г. N 18-46
раствор на белом портландцементе по ГОСТ 965-78 и растворы с добавлением крошки из горных пород по ГОСТ 8267-75 по прочности на сжатие марки не ниже M150 и по морозостойкости - не ниже Мрз25.
Взамен ГОСТа 965-78 постановлением Госстроя СССР от 29 декабря 1988 г. N 260 утвержден и введен в действие с 1 января 1990 г. ГОСТ 965-89
См. ГОСТ 8267-93, введенный в действие с 1 января 1995 г. постановлением Госстроя РФ от 17 июня 1994 г. N 18-43
При двух слоях утеплителя теплоизоляционные плиты или блоки должны быть уложены со смещением швов на величину не менее их толщины.
Применение минеральной ваты и теплоизоляционных материалов в рассыпном виде не допускается.
3.8. Растворы для наружного отделочного слоя по морозостойкости должны иметь марку не ниже: