Aké materiály sa používajú pri výrobe keramiky. Suroviny pre keramické materiály a výrobky. Téma: Keramické materiály

Keramika je jedným z hlavných materiálov používaných v priemysle a každodennom živote. Nazýva sa tretím priemyselným materiálom spolu s kovmi a polymérmi. Táto časť predstavuje druhy keramiky a rozoberá technológiu výroby keramických výrobkov. Osobitná pozornosť sa venuje metódam tvarovania keramických výrobkov.

b HISTÓRIA KERAMIKA

Keramika bola prvým umelým materiálom vytvoreným človekom dávno pred výrobou skla a kovu, výrobou plastov a kompozitov. Keramické výrobky sú na rozdiel od drevených a kovových trvanlivé a odolné voči zmenám prírodných podmienok, preto archeológovia študujú históriu zmiznutých miest a krajín pomocou keramických črepov. Archeologické vykopávky na území mnohých štátov poskytujú rozsiahly materiál na štúdium tejto najzaujímavejšej oblasti ľudskej tvorivej činnosti.

K vynálezu keramiky dopomohli jedinečné vlastnosti hlinených minerálov, ktoré umožnili primitívnym ľuďom vyrezávať z mokrej hliny nádoby a figúrky, ktoré po vypálení v plameni ohňa nadobudli silu. (Ako hovorí Biblia, prvého človeka na Zemi – Adama – tiež stvoril Boh z hliny.)

Prítomnosť hliny, ľahko dostupného prírodného materiálu, viedla k rýchlemu a rozsiahlemu rozvoju keramického remesla na samom úsvite ľudských dejín, v období primitívneho komunálneho systému. Keďže sa objavil v období mezolitu, bol vyvinutý už v období neolitu.

Prvými keramickými výrobkami boli nádoby na vodu a potraviny s hrubými stenami a pórovitým črepom, dno takejto nádoby bolo okrúhle alebo kónické, aby sa uľahčila inštalácia do zeme. Do hliny sa pridávali drvené škrupiny a drvená žula, aby mala pevnosť pri výpale. Pomocou odtlačkov prstov vedci zistili, že najstaršie keramické nádoby vyrábali ženy. Takéto nádoby boli vyrezávané z prameňov a zdobené kolkami vo forme jamiek, pruhov a rýh rôznych tvarov. V závislosti od použitej hliny boli výrobky vo farbe od terakotovej po čiernu. Neskôr sa na výzdobu začali používať farebné hliny s prevažne červenou, bielou, žltkastou alebo tmavou farbou, ktorá pokrývala jednotlivé časti dezénu (engoby). Niektoré kultúry začali používať leštenie – vyhladzovanie povrchu.

Prvé glazované výrobky sa objavili v 4. – 3. tisícročí pred Kristom v regiónoch Blízkeho a Stredného východu. Keramické výrobky (farebné glazované tehly a obkladové dlaždice, ktoré tvoria monumentálny panel) sa používali na zdobenie palácových a cirkevných budov. Výsledná glazúra obsahovala veľa alkálií a bola fritovaná.

Najdôležitejším faktorom zdokonaľovania keramického remesla bol vynález hrnčiarskeho kruhu (IV. tisícročie pred n. l.), ktorého používanie výrazne zvýšilo produktivitu práce a zlepšilo kvalitu výrobkov. Muži sa začali venovať výrobe keramiky.

V starovekom Egypte sa nádoby vyrábali z hrubej hmoty, do hliny sa pridávala jemne nasekaná slama, aby sa znížila viskozita hliny, urýchlilo schnutie a zabránilo sa veľkému zmršteniu produktu. Lisovanie nádob ťažkých tvarov v období neolitu a predynastiky prebiehalo ručne, neskôr sa ako otočný stojan používala okrúhla podložka, predchodca hrnčiarskeho kruhu. Začali používať aj lisovanie na lanových polotovaroch. V Egypte sa objavili hrnčiarske pece vyrobené z hliny, dvakrát vyššie ako človek, pripomínajúce rúrku rozširujúcu sa nahor; dvierka pece, cez ktoré sa nakladalo palivo, sa nachádzali dole a nádoby sa nakladali zhora a hrnčiar stúpal po rebríku.

Neskôr v Egypte sa hmota stáva jemnejšou a tvary sú rozmanitejšie, s reliéfmi a rytými vzormi. Okrem riadu, váz a tehál vyrábali Egypťania hlinené figúrky, často so zvieracími hlavami, náhrdelníky, obrazy skarabov, detské hračky, pečate, dokonca sarkofágy atď.

Farebnosť egyptskej keramiky závisela od druhu hliny, výzdoby (engoby) a výpalu. Na jej výrobu použili najmä dva druhy ílu: hnedosivý s pomerne veľkým množstvom nečistôt (organické, železnaté a pieskové), ktoré pri vypálení získali hnedočervenú farbu a sivý vápenatý íl takmer bez organických nečistôt, ktoré po vypálení nadobudli rôzne odtiene sivej.farby, hnedú a žltkastú farbu.

Postupne sa proces zasklievania začal rozširovať v starovekom Grécku. Výzdoba maľbou bola realizovaná na surovom črepe. Hlavnými spôsobmi výroby keramických nádob v Grécku bolo ručné tvarovanie nádoby z bičíka, lisovanie na povrazových polotovaroch a lisovanie na hrnčiarskom kruhu. Grécka keramika dosiahla svoj vrchol v 6. – 5. storočí. BC.

V starovekom Grécku neboli vázy luxusným artiklom - bolo ich veľa a vyrábali sa z jednoduchej hliny a na maľovanie sa používal iba čierny „lak“ (tavná engoba). Ale s malou rozmanitosťou použitých materiálov (Gréci nepoznali ani priehľadné glazúry, ani farebné smalty) sa maľované vázy zmenili na skutočné umelecké diela, ktoré mali obrovský vplyv na vývoj celého sveta dekoratívneho a úžitkového umenia.

Maľba starogréckej keramiky je zvyčajne rozdelená do štyroch štýlov:

• 1) storočia IX-VIII. BC. - geometrický štýl - maľba vo forme geometrického ornamentu s konvenčne štylizovanými postavami zvierat a ľudí;
• 2) koniec 7. storočia. BC. - koberec alebo orientalizačný štýl - maľba polychrómovanými ornamentálnymi pásmi s orientálnymi vzormi a obrázkami zvierat a fantastických tvorov;
• 3) VI storočia. BC. - čiernofigurový štýl - maľba s viacfigurovými kompozíciami zo života bohov s čiernym „lakom“ na nenatretom žltom, oranžovom alebo ružovkastom podklade;
• 4) okolo roku 530 pred Kristom - červenofigúrový štýl - keď bolo pozadie pokryté čiernym „lakom“, nenamaľované figúrky mali prirodzenú farbu hlineného črepu. Táto technika dala majstrovi príležitosť kresliť formy podrobnejšie a sprostredkovať prirodzený pohyb postavy.

Etruská keramika (XII-V storočia pred naším letopočtom) nie je z hľadiska technológie nižšia ako grécka, ale má menšiu umeleckú hodnotu.

Etruskú keramiku možno rozdeliť do dvoch skupín:

• 1) kópie gréckych váz (amfory a misy);
• 2) nemaľované nádoby stredoázijského a egyptského typu s nahrubo vyhotovenou plastickou výzdobou. Na základe farby črepu sa delia na čierne (bucchero, vypálením získala hlina čiernu farbu) a červené (impasto).

Rímska kultúra zdedila mnoho gréckych tradícií bez úctyhodného postoja ku keramike, ako tomu bolo v starovekom Grécku. Keramické výrobky už nie sú umelecké diela, ale bežné výrobky pre domácnosť, ktoré majú na rímsky spôsob čisto úžitkový, pragmatický význam. Na výrobu riadu sa používal ručne vyrobený hrnčiarsky kruh. Konštrukcia hrnčiarskych pecí zostala v podstate nezmenená, ale pece pre sériovú výrobu často dosahovali väčšie rozmery a umožňovali vyšší výpal keramiky. Rímski keramikári vyrábali hrnce, kotly vojakov, panvice, džbány na vodu, misky na mlieko, poháre v podobe misiek a pohárov, veľké taniere, taniere, omáčku, šalátové misy. Rímski stavitelia široko používali keramiku na vytváranie zložitých architektonických detailov.

Spočiatku sa maľovaná keramika rozšírila v starovekom Ríme, ale postupne stratila svoju umeleckú hodnotu a maľba úplne nahradila reliéf na keramike pokrytý červeným „lakom“. Keramici z Arretium v ​​Taliansku dosiahli dokonalosť vo výrobe červenej glazúry, ktorá má rovnomernú farbu a lesklý povrch pripomínajúci lesk pečatného vosku.

Na dekoráciu sme použili známe techniky na vytvorenie nízkeho reliéfu na vonkajšom povrchu stien pomocou foriem a pečiatok. Reliéfy na niektorých arretinských nádobách boli vytvorené pomocou pečiatok, ktoré mali „negatívne“ hĺbkové obrazy. Boli vtlačené do mäkkej keramickej hmoty na povrch nádob a následne prekryté červeným „lakom“ a vypálené v peciach.

Najaktívnejšia výroba keramických výrobkov na Kyjevskej Rusi začala v 8.-12. Spočiatku sa výrobky vyrábali modelovaním, no koncom 9. - začiatkom 10. stor. Došlo k prechodu na hrnčiarsku technológiu.

Do hmoty sa pridávali rôzne plnivá na dodanie pevnosti: piesok, drvený kameň, sľuda, slama a plevy. Aby výrobky získali silu, začali ich zdobiť zahrievaním v čistej vode, namáčaním v teplom chlebovom roztoku a černením v peci. Hlavnými produktmi boli rôzne druhy riadu (hrnce, dózy, džbány, misky), detské hračky, lampy, umývadlá, tehly, obkladové dlaždice.

V storočiach X-XI. ručný hrnčiarsky kruh nahrádza nožný kruh, ktorý sa rýchlejšie otáča a uvoľňuje hrnčiarske ruky, čím sa opäť mení technológia - odpadá proces predbežného hrubého vytvarovania výrobku.

Tatarsko-mongolské jarmo zahodilo všetky výdobytky ruských hrnčiarov 9.-12. storočia: niektoré nádoby úplne zmizli, ornamenty sa zjednodušili, technológia glazovania bola takmer úplne zabudnutá a po zvrhnutí jarma na ďalšie tri storočia sa výrobky vyznačovali monotónnosťou a drsnosťou tvaru.

Kultúru výroby keramiky v západnej Európe výrazne ovplyvnila španielsko-maurská keramika potiahnutá cínovou glazúrou. Pôvodne sa v Taliansku koncom 14. storočia nazývala „majolika“ iba španielska keramika dovezená do krajiny. V Taliansku sa výroba takejto keramiky začala intenzívne rozvíjať a v 16. stor. Pre taliansku keramiku sa začal niesť názov „majolika“.

V Taliansku keramik Luca della Robbia (1399(1400)-1482) ako prvý použil techniku ​​glazovania terakoty v kruhovej plastike a reliéfoch na fasády a interiéry budov. Jeho výrobky sa začali nazývať majolika a glazúry, ktoré vyvinul, sa až do 16. storočia stali tajomstvom rodiny della Robbia. výroba majolikových plastík zostala výsadou rodiny della Robbia.

Pokrytie dielov bielou cínovou glazúrou vytvorilo dokonalé pozadie pre maľovanie. Najprv sa dizajn jednoducho aplikoval na surovú glazúru (el fresco) a následne sa technológia zdokonalila nanesením dodatočného náteru transparentnou glazúrou.

Najprv väčšina talianskych keramických výrobkov slúžila len na dekoratívne účely, no neskôr sa dekoratívnosť a úžitkovosť spojili v albarelli - starožitných nádobách renesancie.

Talianska majolika mala zase významný vplyv na vývoj keramiky v Nemecku v 15. storočí, ako aj vo Francúzsku v 16. – 18. storočí, kde sa stala známou ako „fajansa“.

Vo Francúzsku je za zakladateľa fajansy považovaný Bernard Palissy (okolo 1510-1589 (1590)), ktorý vyvinul vlastné receptúry na biely smalt a rôzne glazúry - polievanie. Pracoval s „vidieckou hlinou“ a vytvoril početné dekoratívne diela (najmä dekoratívny riad) v naturalistickom aj mytologickom duchu. Zároveň sa vo Francúzsku vyvíja ďalšia technológia - výpal pri nízkych teplotách s lakovaním na vopred vypálenú glazúru.

Ďalším technologickým druhom keramiky tej doby bola kamenná hmota. V XIV storočí. Nemeckí hrnčiari vynašli kamennú hmotu. Bol sériovo vyrábaný v storočiach XIV-XVII.

Až do 15. storočia technológia výroby sa zdokonalila, začala sa používať reliéfna výzdoba a až začiatkom 16. stor. kamenná keramika získala klasický vzhľad, aký má teraz.

Vďaka nízkodisperznému zloženiu hmoty a miernemu zmršteniu umožnila technológia zdobiť steny nádob veľmi tenkými a prepracovanými reliéfmi. Pečiatky na ich výrobu boli vyrezané samostatne a vytlačené na vysušenú nádobu. Vďaka vysokej teplote výpalu, až 1300°C, sa znížila pórovitosť črepu. Úžitkový riad z kamennej hmoty sa preto často nedal glazovať, no väčšina nádob bola pri výpale ešte pokrytá bezfarebnou soľnou glazúrou. Kamenná keramika nadobudla na sile, čo umožnilo jej export ďaleko od miesta výroby: do Európy, Ruska a dokonca aj do Severnej Ameriky.

Keď sa kamenná keramika dostala do Anglicka, keramikár Josiah Wedgwood ju použil na vynájdenie lepších kameninových hmôt - čadičových črepov, krémových hmôt a „jaspisových hmôt“, z ktorých boli vyrobené známe modré vázy s bielym reliéfom v klasicistickom štýle.

V 16. storočí Čínsky porcelán sa dostal do Európy, kde sa stal najžiadanejším klenotom, porcelánové výrobky boli v každom paláci v Európe a Rusku. Boli vystavené drahé porcelánové predmety, ktoré umožnili preukázať vysoký stav, bohatstvo a dobrý vkus majiteľa. Ani rozbité predmety sa nevyhadzovali, porcelánové črepy boli vsadené do drahých kovov a nosili sa ako korálky na zlatej retiazke. V 17. storočí Objavila sa móda pre dekoratívne maľovanie čínskeho porcelánu: hlavnými maliarskymi motívmi boli rôzne kvety (pivoňky, chryzantémy, lotos), konáre borovice, vtáky a zvieratá, draci.

Európania naozaj chceli odhaliť tajomstvo výroby porcelánu. Predpokladá sa, že v dôsledku týchto experimentov sa objavila fajansa, kamenné výrobky a odrody mäkkého porcelánu. Najprv to boli pokusy talianskych majstrov a vo Florencii bol v roku 1575 získaný „porcelán Medici“. Vo svojich vlastnostiach bol medzi tvrdým a mäkkým porcelánom, mal žltkastú farbu, bol priehľadný vďaka bielej hline z Vicenzy a bol pokrytý bielou majolikovou glazúrou. Na maľovanie sa používal oxid kobaltnatý (modrá farba) a niekedy oxid mangánu (modrofialová farba). Výrobky boli zdobené štylizovanými kvetmi, konármi a vtákmi. Takýto porcelán sa vyrábal až do prvej štvrtiny 17. storočia. vrátane.

Potom francúzski keramikári koncom 17. stor. uskutočnil úspešné pokusy vo výrobe porcelánu (manufaktúry v Rouene, Saint-Cloud, Mennesy, Chantilly, Vincennes, vyrábajúce výrobky z mäkkého porcelánu). V rokoch 1673 až 1696 vyrábala rouenská manufaktúra krehký priehľadný mäkký porcelán v mliečnom odtieni. Na maľovanie boli použité modré, červené a zelené podglazúrové farby.

V rokoch 1670 až 1766 v továrni Saint-Cloud vznikal mäkký porcelán, výrobky z neho mali jednoduché tvary, hrubé črepy krémovej farby a boli pokryté lesklou transparentnou hustou glazúrou, ktorá pokrývala reliéf. Na výzdobu bol použitý vzor tvarovaných alebo na seba navrstvených kvetov a listov, reliéfna kvetinová výzdoba a reliéfne zlátenie.

Na maľovanie bola použitá modrá, tyrkysová, žltá a zelená preglejková farba. Výrobky boli často zasadené do striebra.

V 18. storočí V Británii sa otvorilo mnoho tovární na výrobu mäkkého porcelánu: Chelsea, Bow, Derby, Worcester, Spode, Coalport, Minton. Každý z nich sa vyznačoval vlastným rukopisom a štýlom. Továreň v Chelsea vyrábala dekoratívne, nepraktické predmety z mäkkého porcelánu v rokoch 1750 až 1784. Pri výrobe v Bow v roku 1748 sa do hmoty prvýkrát pridal kostný popol a získal sa kostný porcelán, ktorý sa vyznačoval svojou belosťou; V továrni v Derby sa od roku 1750 vyrábali figúrky, ktoré konkurovali Chelsea a od roku 1764 do roku 1769 sa mastenec začal používať pri výrobe porcelánu.

Odrody mäkkého porcelánu 16.-17. storočia. mali zložité zloženie, žltú farbu črepu a pri vypaľovaní sa značne deformovali, no niektoré druhy mäkkého porcelánu sa po zlepšení zloženia a technológie vyrábajú dodnes, ako napríklad kostný porcelán.

Prítomnosť vysokej pórovitosti, krehkosti a silnej deformácie pri vypaľovaní výrobkov z mäkkého porcelánu prinútila Európanov hľadať recept na tvrdý porcelán. V Sasku dostal od kurfirsta Augusta v roku 1709 (1710) alchymista Johann Friedrich Böttger s pomocou vedca Ehrenfrieda Waltera von Tschirnhaus vzorky tvrdého porcelánu. Vybrali suroviny na porcelán a glazúry, zvýšili teplotu výpalu na 1300 °C a vyvinuli technológiu vysokoteplotného výpalu.

V roku 1710 bola otvorená meissenská manufaktúra, ktorá začala vyrábať nádoby tvarom podobné delftskej fajanse, nádoby s dvojitými stenami, zvonku zdobené rezbami, príbory a rôzne plastiky (jednou z prvých sôch bola postava Augusta I. Silný).

Morálka Európanov v 18. storočí. sa stal slobodnejším a napriek úsiliu vládcu Saska Fridricha Augusta I. utajiť technológiu tvrdého porcelánu, odchádzali meissenskí majstri spolu s tajomstvami výroby do iných krajín. Porcelán sa rýchlo rozšíril do európskych miest a nahradil výrobu kameniny.

Vo Francúzsku v manufaktúre Sevres vyrábali v roku 1750 mäkký porcelán Sevres a od roku 1756 začali vyrábať tvrdý porcelán. Továreň vyvinula nádherne rafinovaný štýl porcelánu Sèvres, charakteristické sú najmä výrobky s maľovaným pozláteným plastom a sochy z bieleho neglazovaného porcelánu (bisque).

Ruská keramika po úpadku spôsobenom tatársko-mongolským jarmom opäť ožila v 14. – 15. storočí. Hlavným centrom sa stala Gončarnaja Sloboda v Moskve, kde sa do 17. stor. Vyrába sa široký sortiment riadu, hračiek, svietidiel atď.

V 16. storočí V Rusku sa objavilo remeslo tsenin (výroba hlinených predmetov s bielym smaltom). Väčšina produktov tsenin sú dlaždice vyrobené na hlinenom základe, ktoré sa používajú na zdobenie chrámov a bytového zariadenia. Pri opise kráľovských a bojarských komnát v 16. stor. Určite existujú odkazy na kachle Tsenin pokryté bielymi kachličkami s modrým vzorom.

Začiatkom 18. stor. Gzhelskí remeselníci vyrábali jednoduché biele jedlá a glazované jedlá s viacfarebnými glazúrami a umeleckou maľbou - ruskou majolikou. Výrobky boli veľmi rozmanité: sochárstvo, riad a dokonca aj súpravy. Bohatí ľudia však chceli mať výrobky z porcelánu.

V Rusku sa na pokyn Petra I. od roku 1718 pokúšali objaviť porcelán. V roku 1724 otvoril Afanasy Kirillovič Grebenshchikov prvú továreň na tsenin (majoliku) v Moskve a dodával svoje výrobky cisárskemu dvoru. Najprv sa vyrábali fajky na fajčenie podľa holandských vzoriek, potom kachličky – najskôr reliéfne, potom hladké s maľbou a od konca 30. rokov 18. storočia. - hodnotný (smaltovaný) riad. Fabrika začala vyrábať kvalitný majolikový riad maľovaný modrými a trojfarebnými vzormi na surový svetlomodrý smalt. V roku 1746 (pred D.V. Vinogradovom) syn A.K. Grebenshchikov, Ivan Afanasyevich, nezávisle objavil tajomstvo výroby porcelánu, ale nedostal povolenie na jeho výrobu a experimenty s výrobou porcelánu v továrni Grebenshchikov boli prerušené.

Podľa oficiálnej verzie sa porcelán objavil v Rusku pod Elizabeth Petrovna v roku 1746, ale tento recept vyvinul ruský majster, ktorý študoval v zahraničí (Bergmeister) Dmitrij Ivanovič Vinogradov. Od roku 1744 robil pokusy v prvej porcelánovej (porcelánovej) cisárskej manufaktúre pod vedením Gunthera a vyvinul technológiu výroby porcelánu na báze niekoľkých odrôd gželskej hliny. Prvé porcelánové výrobky, ktoré vznikli v Rusku po objavení tajomstva ruského porcelánu, sa vyznačovali originalitou a nezávislosťou, najmä pokiaľ ide o tvary. Manufaktúra vyrábala svietniky, fajky, sochy a súpravy.

V roku 1765 sa porcelánová manufaktúra zmenila na Imperial Porcelain Factory, kde pokračovali vo výrobe dekoratívnych váz, búst, reliéfov a série (asi sto) porcelánových figúrok zobrazujúcich národy Ruska.

V roku 1766 založil Franz Yakovlevich Gardner súkromný podnik na výrobu porcelánu neďaleko Moskvy, v obci Verbilki, okres Dmitrovsky (odtiaľ názov „porcelán Dmitrov“). Práve jemu v roku 1778 Katarína 11 zverila výrobu „rehole“ „Služby svätého Juraja“. Najprv továreň opakovala saské taniere a plastiky a dokonca dala meissenskú známku v podobe dvoch skrížených mečov a predávala ich obchodníkom, mešťanom a bohatým roľníkom. Začiatkom 19. stor. Gardnerova továreň vyrábala pestrofarebné figúrky – „ruské typy“. V roku 1892 Gardnerovi dedičia predali závod M. S. Kuznecovovi.

Začiatkom 19. stor. V Rusku sa objavili desiatky malých súkromných tovární. V roku 1812 bola v Petrohrade otvorená továreň obchodníka Sergeja Batenina, ktorá až do roku 1839 vyrábala veľké pozlátené vázy v štýle ruského empíru s maľbami a známkami s bujnými kyticami ruží. Podobné výrobky sa vyrábali v továrňach Popov, Terekhov a Kiselev v regióne Gzhel z pozláteného porcelánu a nazývali sa „bronzový tovar“.

V roku 1832 Terenty Jakovlevič Kuznecov založil keramickú továreň v Likino-Dulyovo pri Moskve. Do roku 1889 jeho vnuk Matvey Sidorovič Kuznecov sústredil všetky najväčšie továrne vo svojich rukách a zorganizoval Partnerstvo M. S. Kuznecova. Kuznecov opustil predchádzajúce výrobné značky a snažil sa zachovať známy vzhľad výrobkov, ale ručné maľovanie bolo nahradené obtlačkami a začali kombinovať rôzne štýly, spôsoby, techniky a dekoratívne prvky. Do konca 19. stor. ("Kuznetsov porcelán") formy sa stali eklektickými, preťaženými polychrómovanou maľbou a hrubými farebnými kombináciami. Odtiaľ pochádza pohŕdavý názov „Kuznetsovshchina“ ako synonymum pre „obchodný vkus“ a eklekticizmus v ruskom úžitkovom umení konca 19. storočia.

Od roku 1870 v Konakove, provincia Tver, v továrni, ktorú získal aj M. S. Kuznecov, začali vyrábať porcelánové výrobky s typickou „kuznecovskou“ maľbou.

Koncom 19. - začiatkom 20. stor. keramická výroba sa uberala dvoma hlavnými smermi: rozvojom úžitkových predmetov pre domácnosť (tento smer bol v tomto období na ústupe) a výstupom z historického rámca (druhý nový smer vytvoril stojanové maľby vo fajanse, ozdobné panely a plastiky v majolike). Tento konflikt medzi masovou produkciou a umením nakoniec viedol k vytvoreniu dizajnu, zodpovedného za vytvorenie nielen produktu, štýlu, ale aj životného prostredia. Do popredia sa dostal dizajn keramických výrobkov, ktoré by mali odrážať tak ľudové tradície, ako aj nové trendy v každodennom živote a architektúre. Keramické výrobky sa používajú v architektúre ako stavebné, obkladové a dekoratívne materiály, v každodennom živote (riad, vázy), ako plastika a suveníry.

Keramická výroba - veľké továrne, malé dielne a individuálni keramickí umelci - majú k dispozícii veľké množstvo rôznych hmôt na výrobu keramických materiálov širokého sortimentu, ako aj efektívne zariadenia (predovšetkým pece) a odpady vyvinuté v priebehu desaťročí. 20. storočie. vysoko výkonná technológia.

Dnes sa na výrobu umeleckých keramických výrobkov používajú tieto druhy keramiky: majolika, keramika, terakota, kamenárske výrobky, kamenina a porcelán. Pri výrobe keramických výrobkov je možné rozlíšiť hlavné spôsoby tvarovania: liatie sklzu, plastická metóda, polosuchá metóda, suchá metóda.

Odlievanie a lisovanie plastov na strojoch môže výrazne znížiť náklady na výrobu, kopírovať a replikovať keramické výrobky v akomkoľvek množstve.

V ďalšej kapitole sa zamyslime nad klasifikáciou typov keramiky.

Otázky a úlohy na sebaovládanie

• 1. Kedy sa objavili prvé keramické výrobky?
• 2. Aká surovina bola použitá na výrobu keramických výrobkov?
• 3. Ako sa zdobili prvé keramické výrobky?
• 4. Vymenujte štýly maľby na starogrécku keramiku.
• 5. Akými technológiami sa vyrábali keramické výrobky na Kyjevskej Rusi v 8. – 12. storočí?
• 6. V ktorých európskych krajinách sa začal vyrábať porcelán?
• 7. Kedy sa v Rusku objavil porcelán?
• 8. Uveďte hlavnú keramickú výrobu v 19. storočí. v Rusku.
• 9. Aké moderné keramické továrne sú známe v Rusku?

• Imanov G. M., Kosov V. S., Smirnov G. V. Výroba umeleckej keramiky: učebnica. M. : Vyššia škola, 1985; Akunova L.F., Pribluda S. 3. Náuka o materiáloch a technológia na výrobu umeleckých keramických výrobkov. M.: Vyššia škola, 1991; Bojko 10. A., Livshits V. B. Materiály pre umelecké výrobky (Keramika a nátery. Kovy a zliatiny). M.: OntoPrint, 2015; Volkova F.N. Všeobecná technológia keramických výrobkov M.: Stroyizdat, 1989; Frantsuzova I.G. Všeobecná technológia na výrobu porcelánových a kameninových výrobkov. M.: Vyššia škola, 1991.

Keramika sú materiály a výrobky z umelého kameňa získané technologickým spracovaním nerastných surovín a následným vypaľovaním pri vysokých teplotách.

Názov „keramika“ pochádza z gréckeho slova „keramos“ – hlina.

Keramická technológia preto vždy znamenala výrobu materiálov a výrobkov z hlinených surovín a ich zmesí s organickými a minerálnymi prísadami.

Materiál, z ktorého sa vyrábajú keramické výrobky po vypálení, sa v keramickej technológii nazýva. keramický črep.

Hlina vždy bola a je jedným z hlavných typov stavebných materiálov v histórii ľudstva.

Na začiatku - 8000 pred Kr. - hlina sa v nepálenej forme používala na stavbu nepálených nepálených tehál a výrobu nepálených a nepálených tehál. 3500 pred Kristom označuje začiatok používania keramických tehál a 1000 pred Kr. - glazované tehly a dlaždice.

Od polovice prvého tisícročia sa v Číne začalo s výrobou porcelánových výrobkov.

V Rusku bola v roku 1475 v Moskve postavená prvá tehelňa a v roku 1744 začala fungovať prvá porcelánka v Petrohrade. Koncom 18. – polovice 19. stor. Rýchly rozvoj hutníckeho, chemického a elektrotechnického priemyslu viedol k rozvoju výroby ohňovzdornej, kyselinovzdornej, elektroizolačnej keramiky a dlaždíc.

Od začiatku tohto storočia sa rozvinula výroba účinných tehál a dutých kameňov na stavbu stien a stropov, ako aj keramických obkladačiek na dekoráciu interiéru a exteriéru a sanitárnych výrobkov.

V poslednom období sa rozmohla výroba špeciálnej keramiky s unikátnymi vlastnosťami pre potreby jadrovej energetiky, strojárstva, elektroniky, raketových a iných odvetví.

Cermety pozostávajúce z kovových a keramických častí sú veľmi praktické.

Koncept keramických materiálov a výrobkov zahŕňa širokú škálu materiálov s rôznymi vlastnosťami.

Sú klasifikované podľa viacerých charakteristík:
- podľa účelu určenia sú keramické výrobky rozdelené do nasledujúcich typov: stenové, dokončovacie, strešné, podlahy, podlahy, cestné, sanitárne, kyselinovzdorné, tepelne izolačné, ohňovzdorné a betónové plnivá;

Keramické výrobky sa na základe štruktúry rozlišujú na porézne a spekané (hutné) črepy. Výrobky s absorpciou vody vyššou ako 5 % hmotnosti sa považujú za porézne. Patria sem výrobky hrubej (keramické tehly a kamene, výrobky na strešné krytiny a stropy, drenážne rúry) aj jemnej (obkladové dlaždice, kamenina) keramiky. Medzi hutné produkty patria produkty s nasiakavosťou vody menšou ako 5 %. Patria sem aj výrobky z hrubej (kalinky, veľkorozmerné obkladové dosky) a jemnej (fajansa, poloporcelán, porcelán) keramiky;

Podľa bodu tavenia sa keramické materiály a výrobky delia na nízkotaviteľné (s teplotou topenia pod 1350 °C), žiaruvzdorné (s teplotou topenia 1350 °C-1580 °C), ohňovzdorné (1580 °C -2000 °C), s vysokou teplotou topenia (viac ako 2000 °C). °C).

Schopnosť získať akékoľvek špecifikované vlastnosti, široký sortiment, veľké zásoby všadeprítomných surovín, porovnateľná jednoduchosť technológie, vysoká životnosť a ekologickosť keramických materiálov zaručujú, že sú na prvom mieste z hľadiska dôležitosti a objemu výroby medzi ostatnými stavebné materiály.

Výroba keramických tehál teda predstavuje asi polovicu objemu všetkých stenových materiálov.

2. Suroviny na výrobu keramických materiálov

Hlavnou surovinou na výrobu stavebných keramických výrobkov sú hlinené suroviny, používané v čistej forme a častejšie v zmesi s prísadami - oporné, horninotvorné, tavivo, zmäkčovadlá atď.

Hlinené suroviny

Ílové suroviny (íly a kaolíny)- produkt zvetrávania vyvrelých živcových hornín, obsahujúci prímesy iných hornín.

Častice ílových minerálov s priemerom 0,005 mm a menším poskytujú po zmiešaní s vodou schopnosť umelohmotného cesta, ktoré si po vysušení zachová daný tvar a po vypálení získava vodeodolnosť a pevnosť kameňa.

Surovina obsahuje okrem častíc ílu určitý obsah prachových častíc so zrnitosťou 0,005-0,16 mm a častíc piesku so zrnitosťou 0,16-2 mm.

Ílové častice majú lamelárny tvar, medzi ktorými sa pri navlhčení vytvárajú tenké vrstvy vody, ktoré spôsobujú napučiavanie častíc a umožňujú im kĺzať sa navzájom bez straty súdržnosti. Preto hlina zmiešaná s vodou vytvára ľahko tvarovateľnú plastickú hmotu.

Pri sušení hlinené cesto stráca vodu a zmenšuje svoj objem. Tento proces sa nazýva zmršťovanie vzduchom .

Čím viac častíc ílu je v ílovitej surovine, tým vyššia je plasticita a vzduchová zmraštivosť ílov. Podľa toho sa íly delia na vysoko plastické, stredne plastické, stredne plastické, nízko plastické a neplastické.

Vysoko plastické íly obsahujú až 80-90% ílových častíc, číslo plasticity viac ako 25, potreba vody viac ako 28% a zmršťovanie vzduchom 10-15%. Stredne a stredne plastické íly obsahujú 30-60% ílových častíc, číslo plasticity 15-25, potrebu vody 20-28% a zmrašťovanie vzduchom 7-10%.

Íly s nízkou plasticitou obsahujú od 5% do 30% ílových častíc, potreba vody menej ako 20%, číslo plasticity 7-15 a zmrašťovanie vzduchom 5-7%.

Neplastové íly nevytvárajte plastické, formovateľné cesto.

Íly s obsahom ílových častíc nad 60% sa nazývajú „tuky“ a vyznačujú sa vysokou zrážavosťou, na zníženie ktorej sa do ílov pridávajú „chudiace“ prísady.

Íly s obsahom ílových častíc menším ako 10-15%* sú „chudé“ íly, pri výrobe produktov sa do nich pridávajú jemné prísady, napríklad bentonitový íl.

Rôzne kombinácie chemického, mineralogického a granulometrického zloženia komponentov určujú rôzne vlastnosti ílových surovín a ich vhodnosť na výrobu keramických výrobkov rôznych vlastností a účelov.

S mineralogickým zložením úzko súvisí granulometrické zloženie ílov.

Piesčité a prachové frakcie sú prezentované najmä vo forme zvyškov primárnych minerálov (kremeň, živec, sľuda atď.).

Ílové častice väčšinou pozostávajú zo sekundárnych minerálov: kaolinitu, montmorillonitu, hydrosmisky a ich zmesí v rôznych kombináciách.

Íly s prevládajúcim obsahom kaolinitu sú svetlej farby, pri interakcii s vodou mierne napučiavajú, vyznačujú sa žiaruvzdornosťou, nízkou plasticitou a malou citlivosťou na vysychanie.

Íly s obsahom montmorillonitu sú veľmi plastické, silne napučiavajú, sú náchylné na zvlnenie pri formovaní a sú citlivé na vysychanie a vypaľovanie s prejavom zakrivenia výrobkov a praskania.

Vysoko rozptýlené ílovité horniny s prevládajúcim obsahom montmorillonitu sa nazývajú bentonity .

Vzorky s prevahou minerálov hydromiky v ílovej časti sa vyznačujú strednými ukazovateľmi plasticity, zmršťovania a citlivosti na vysychanie.

Chemické zloženie ílov je vyjadrené obsahom a pomerom rôznych oxidov.

Prítomnosť oxidov železa znižuje požiarnu odolnosť ílov, jemný vápenec dodáva svetlú farbu a znižuje požiarnu odolnosť ílov a jeho inklúzie podobné kameňom spôsobujú výskyt „dutikónu“ a prasklín v keramických výrobkoch.

Oxidy alkalických kovov sú silné tavivá a prispievajú k zvýšenému zmršťovaniu, zhutňovaniu črepu a zvyšovaniu jeho pevnosti. Prítomnosť rozpustných solí síranov a chloridov sodíka, vápnika, horčíka a železa v ílových surovinách spôsobuje výskyt bielych výkvetov na povrchu výrobkov.

Na výrobu niektorých druhov ohňovzdorných tepelnoizolačných výrobkov sa používajú ílovité suroviny z tripolu a kremeliny, pozostávajúce najmä z amorfného oxidu kremičitého a na výrobu ľahkého kameniva perlit, pemza a vermikulit.

V súčasnosti sú prírodné íly vo svojej čistej forme zriedkavo vhodnými surovinami na výrobu keramických výrobkov. V tomto ohľade sa používajú so zavedením prísad na rôzne účely.

Prísady do ílov

Šikmé doplnky. Zavádzajú sa do plastových ílov, aby sa znížilo zmršťovanie počas sušenia a vypaľovania a zabránilo sa deformáciám a prasklinám vo výrobkoch. Patria sem: dehydrovaná hlina, šamot, troska, popol, kremenný piesok.

Pórotvorné prísady. Zavádzajú sa na zvýšenie pórovitosti črepu a zlepšenie tepelnoizolačných vlastností keramických výrobkov. Patria sem: piliny, uhoľný prášok, rašelinový prach. Tieto doplnky sú tiež výkrmové.

Plavni. Zavádzajú sa na zníženie teploty vypaľovania keramických výrobkov. Patria sem: poľné kamene, železná ruda, dolomit, magnezit, mastenec, pieskovec, pegmatit, črepy, perlit.

Plastifikačné prísady. Zavádzajú sa na zvýšenie plasticity zmesí surovín s menšou spotrebou vody. Patria sem vysoko plastické íly, bentonity a povrchovo aktívne látky.

Špeciálne prísady. Na zvýšenie odolnosti keramických výrobkov voči kyselinám sa do surových zmesí pridávajú pieskové zmesi utesnené tekutým sklom. Na získanie niektorých druhov farebnej keramiky sa do surovinovej zmesi pridávajú oxidy kovov (železo, kobalt, chróm, titán atď.).

Glazúry a engoby

Pre zvýšenie sanitárnych a hygienických vlastností, vodeodolnosti a zlepšenie vzhľadu sa niektoré druhy keramických výrobkov pokrývajú dekoratívnou vrstvou - glazúrou alebo engobou.

Glazúra- sklovitý povlak s hrúbkou 0,1-0,2 mm, nanesený na výrobok a fixovaný vypaľovaním. Glazúry môžu byť priehľadné a matné (nepriehľadné) rôznych farieb.

Na výrobu glazúry sa používajú: kremenný piesok, kaolín, živec, soli alkalických kovov a kovov alkalických zemín. Surové zmesi sa rozomelú na prášok a pred vypálením sa nanášajú na povrch výrobkov vo forme prášku alebo suspenzie.

Angobom je tenká vrstva dobiela horiacej alebo farebnej hliny nanesená na výrobok, tvoriaca farebný povlak s matným povrchom. Vlastnosti engoby by sa mali približovať k hlavnému črepu.

3. Schéma výroby keramických výrobkov

Pri všetkej rozmanitosti keramických výrobkov z hľadiska vlastností, tvarov, účelu, druhu surovín a technológie výroby sú hlavné fázy výroby keramických výrobkov spoločné a pozostávajú z nasledujúcich operácií: extrakcia surovín, príprava hmoty, formovanie výrobkov, sušenie a vypaľovanie.

Hlina sa ťaží z lomov, zvyčajne v otvorených jamách pomocou rýpadiel, a dopravuje sa do keramickej továrne po železnici, ceste alebo iným dopravným prostriedkom.

Rozvoju lomu predchádza o prípravné práce: geologický prieskum na zistenie povahy výskytu, užitočných vrstiev a zásob hliny; čistenie povrchu rastlín rok alebo dva pred začiatkom vývoja, odstránenie hornín nevhodných na výrobu.

Príprava ílov a formovanie výrobkov

Lomová hlina v prírodnom stave je zvyčajne nevhodná na výrobu keramických výrobkov. Preto sa spracováva za účelom prípravy hmoty.

Je vhodné pripraviť hliny kombináciou prírodného a mechanického spracovania.

Prirodzené spracovanie zahŕňa starnutie vopred vyťaženej hliny po dobu 1-2 rokov s pravidelným zvlhčovaním zrážaním alebo umelým namáčaním a periodickým zmrazovaním a rozmrazovaním.

Mechanické spracovanie ílov sa vykonáva za účelom ďalšej deštrukcie ich prirodzenej štruktúry, odstraňovania alebo mletia veľkých inklúzií, odstraňovania škodlivých nečistôt, mletia ílov a prísad a miešania všetkých zložiek až do získania homogénnej a spracovateľnej hmoty pomocou špecializovaných stroje (rozrývače hliny; odkameňovače, perforátory, dezintegrátory, hrubé a jemné mlecie valce; bežce, hlinené mlecie stroje, košové dezintegrátory, rotačné a guľové mlyny, jednohriadeľové a dvojhriadeľové miešačky hliny, vrtuľové miešačky atď.).

V závislosti od typu vyrábaného produktu, druhu a vlastností suroviny sa hmota pripravuje plastickou, tvrdou, polosuchou, suchou a šmykovou metódou. Spôsob prípravy hmoty určuje ako spôsob tvarovania, tak aj názov výrobného postupu ako celku.

Pri plastickej metóde prípravy hmoty a formovania sa východiskové materiály s prirodzenou vlhkosťou alebo predsušené zmiešajú s prísadami vody, aby sa získalo cesto s obsahom vlhkosti 18 až 28%.

Tento spôsob výroby keramických stavebných hmôt je najjednoduchší, najmenej náročný na kov a teda aj najrozšírenejší.

Používa sa v prípadoch použitia stredne plastických a stredne plastických, sypkých a vlhkých ílov s miernym obsahom cudzorodých inklúzií, ktoré dobre vsakujú a prechádzajú do homogénnej hmoty.

Technologický systém výroba keramických tehál:

1 - hlinený lom; 2 - rýpadlo; 3 - rezerva hliny; 4 - vozík; 5 - krabicový podávač; 6 - prísady; 7 - bežci; 8 - valčeky; 9 - pásový lis; 10 - rezačka; 11 - zakladač; 12 - vozík; 13 - sušiace komory; 14 - tunelová rúra; 15 - samohybný vozík; 16 - sklad

Zostava a typy strojov na prípravu hmoty sa môžu líšiť od tých, ktoré sú znázornené na obr. 1, v závislosti od vlastností surovín a prísad.

Lisovanie plastovou metódou sa však vždy vykonáva na stroji s rovnakým princípom činnosti - pásovom závitovkovom lise s alebo bez vysávania a ohrevu.

Vysávanie a zahrievanie hmoty pri lisovaní umožňuje zlepšiť jej tvarovacie vlastnosti a až 2-násobne zvýšiť pevnosť vypáleného výrobku.

V tele lisu sa otáča skrutkový hriadeľ so skrutkovými čepeľami. Hlinená hmota je posúvaná skrutkou do zužujúcej sa prechodovej hlavy, zhutnená a vytláčaná cez náustok vo forme súvislej tyče alebo pásky, prípadne rúrky pod tlakom 1,6-7 MPa.

Pásový vákuový lis:

1 - hriadeľ skrutky; 2 - lisovacia hlava; 3 - náustok; 4 - hlinený nosník; 5 - obežné koleso; 6 - vákuová komora; 7 - rošt; 8 - hlinený mlynček

Produktivita moderných pásových lisov na tehliarsku výrobu dosahuje 10 000 kusov za hodinu.

Ťažko Lisovacia metóda je typom moderného vývoja plastovej metódy.

Vlhkosť formovanej hmoty pri použití tejto metódy sa pohybuje od 13 % do 18 %. Lisovanie sa vykonáva na výkonných vákuových skrutkových alebo hydraulických lisoch. Vákuový lis talianskej firmy Bongeni napríklad vytvára lisovací tlak až 20 MPa.

Vzhľadom na to, že „tuhé“ formovanie sa vykonáva pri relatívne vysokých tlakoch 10-20 MPa, možno použiť menej plastických ílov s prirodzeným nízkym obsahom vlhkosti.

Tento spôsob vyžaduje nižšie náklady na energiu na sušenie a výroba surového produktu so zvýšenou pevnosťou umožňuje vyhnúť sa niektorým operáciám vo výrobnej technológii, ktoré si vyžaduje plastová metóda.

Formovanie pomocou plastických a tuhých metód je ukončené rezaním súvislého pásu formovanej hmoty na jednotlivé výrobky pomocou rezacích zariadení.

Tieto spôsoby tvarovania sú najbežnejšie pri výrobe: plných a dutých tehál, kameňov, blokov a panelov; dlaždice atď.

Polosuchéspôsobom výroba stavebných keramických výrobkov je menej bežná ako metóda lisovania plastov. Keramické výrobky touto metódou vznikajú zo vsádzky s vlhkosťou 8-12% pri tlakoch 15-40 MPa.

Nevýhodou tejto metódy je, že jej spotreba kovu je takmer 3-krát vyššia ako spotreba plastu.

Ale zároveň to má aj výhody.

Trvanie výrobného cyklu sa skráti takmer 2-krát; výrobky majú pravidelnejší tvar a presnejšie rozmery; spotreba paliva sa zníži až o 30 %; vo výrobe možno použiť chudé íly s nízkou plasticitou s veľkým množstvom výrobných odpadových prísad - popol, troska atď.

Hmota suroviny je prášok, ktorý by mal mať asi 50 % častíc menších ako 1 mm a 50 % s veľkosťou 1-3 mm.

Výrobky sa lisujú do foriem do jedného alebo viacerých jednotlivých výrobkov pomocou hydraulických alebo mechanických lisov. Touto metódou sa vyrábajú všetky druhy výrobkov, ktoré sa vyrábajú aj plastovou metódou.

Suchéspôsobom je typ moderného vývoja polosuchej výroby keramických výrobkov. Lisovací prášok touto metódou sa pripravuje s obsahom vlhkosti 2-6%.

To úplne eliminuje potrebu operácie sušenia. Týmto spôsobom sa vyrábajú hutné keramické výrobky, ako sú dlaždice, cestné tehly, kamenina a porcelánové materiály.

šmykspôsobom Používa sa pri výrobe výrobkov z viaczložkovej hmoty pozostávajúcej z heterogénnych a ťažko spekateľných ílov a prísad a pri potrebe prípravy hmoty na výrobu komplexných keramických výrobkov odlievaním.

Výrobky sú odlievané z hmoty obsahujúcej až 40% vody. Táto metóda sa používa na výrobu sanitárnych výrobkov a obkladových dlaždíc.

Sušiace produkty

Pred vypaľovaním musia byť výrobky vysušené na vlhkosť 5-6%, aby sa zabránilo nerovnomernému zmršťovaniu, deformácii a praskaniu počas vypaľovania.

Predtým sa suroviny sušili prevažne v prírodných podmienkach v sušiarňach 2-3 týždne v závislosti od klimatických podmienok.

V súčasnosti sa sušenie vykonáva najmä umelo v kontinuálnych tunelových alebo periodických komorových sušiarňach od niekoľkých do 72 hodín v závislosti od vlastností suroviny a vlhkosti suroviny.

Sušenie sa vykonáva pri počiatočnej teplote chladiacej kvapaliny - výfukových plynov z pecí alebo ohriateho vzduchu -120 - 150 ° C.

Vypaľovanie výrobkov

Pálenie- najdôležitejší a konečný proces pri výrobe keramických výrobkov. Tento proces možno rozdeliť do troch období: ohrev suroviny, samotný výpal a riadené chladenie.

Pri zahriatí suroviny na 120 °C sa odstráni fyzikálne viazaná voda a keramická hmota sa stane neplastickou. Ale ak pridáte vodu, plastické vlastnosti hmoty sú zachované.

V rozsahu teplôt od 450 °C do 600 °C dochádza k odlučovaniu chemicky viazanej vody, deštrukcii ílových minerálov a k amorfnému stavu.

Zároveň a pri ďalšom zvyšovaní teploty dochádza k vyhoreniu organických nečistôt a prísad a keramická hmota nenávratne stráca svoje plastické vlastnosti.

Pri 800 °C sa pevnosť produktov začína zvyšovať v dôsledku výskytu reakcií v tuhej fáze na hraniciach povrchov častíc komponentov.

V procese zahrievania na 1000 °C je možný vznik nových kryštalických kremičitanov, napríklad silimanitu a pri zahriatí na 1200 °C vzniká mullit.

Nízkotaviteľné zlúčeniny keramickej hmoty a taviacich minerálov zároveň vytvárajú určité množstvo taveniny, ktorá obaľuje neroztopené častice, napína ich, čo vedie k zhutneniu a zmršteniu hmoty ako celku.

Toto zmršťovanie sa nazýva požiarne zmršťovanie.

V závislosti od druhu hliny sa pohybuje od 2 % do 8 %. Po vychladnutí získa výrobok kamenný stav, vodeodolnosť a pevnosť. Vlastnosť ílov zhutňovať sa pri výpale a vytvárať kamenný črep sa nazýva tzvspekavosť ílov.

V závislosti od účelu sa výrobky vypaľujú do rôzneho stupňa spekania. Za spekaný sa považuje črep s nasiakavosťou menšou ako 5 %. Väčšina stavebných výrobkov sa vypaľuje na výrobu črepu s neúplným spekaním v určitom teplotnom rozsahu od teploty žiaruvzdorného materiálu po začiatok spekania, tzv.interval spekania .

Interval spekania pre nízkotaviteľné íly je to 50-100 °C a pre žiaruvzdorné hliny do 400 °C. Čím širší je interval spekania, tým menšie je riziko deformácie a praskania výrobkov počas vypaľovania.

Rozsah teplôt vypaľovania sa pohybuje od 900 °C do 1100 °C pre tehly, kameň, keramzit; od 1100 °C do 1300 °C pre klinkerové tehly, dlaždice, keramiku, kameninu; od 1300 °C do 1450 °C pre porcelánové výrobky; od 1300 °C do 1800 °C pre žiaruvzdornú keramiku.

4. Štruktúra a vlastnosti keramických výrobkov

Keramické materiály sú kompozitné materiály, v ktorých matricu alebo spojitú fázu predstavuje ochladená tavenina a dispergovanú fázu predstavujú neroztopené častice ílových, prachových a pieskových frakcií, ako aj póry a dutiny vyplnené vzduchom.

Matricovým materiálom je zasa mikrokompozitný materiál pozostávajúci z matrice – súvislej sklovitej fázy stuhnutej taveniny a dispergovanej fázy – kryštalických zŕn silimanitu, mullitu, oxidu kremičitého rôznych frakcií a iných látok, ktoré po ochladení kryštalizujú (hlavne hlinitokremičitany ).

Sklovitá, amorfná fáza (podchladená kvapalina) je v mikroštruktúre reprezentovaná zložkami s nízkou teplotou topenia, ktoré pri danej rýchlosti ochladzovania taveniny nestihli vykryštalizovať.

Skutočná hustota keramických materiálov je 2,5 - 2,7 g/cm; hustota 2000 - 2300 kg/m; tepelná vodivosť absolútne hustého črepu je 1,16 V/(m °C). Tepelná kapacita keramických materiálov je 0,75 - 0,92 kJ/(kg °C).

Pevnosť v tlaku keramických výrobkov sa pohybuje od 0,05 do 1000 MPa.

Nasiakavosť keramických materiálov sa v závislosti od pórovitosti pohybuje od 0 do 70 %.

Keramické materiály majú stupne mrazuvzdornosti: 15; 25; 35; 50; 75 a 100.

5. Nástenné výrobky

Do skupiny stenových výrobkov patria: obyčajná keramická tehla, účinné keramické materiály (dutá tehla, pórovitá tehla, ľahká tehla, duté kamene, bloky a dosky), ako aj veľkorozmerové bloky a panely z tehál a keramických kameňov.

Keramické tehly a kamene

Keramické tehly a kamene sa vyrábajú z taviteľných ílov s prísadami alebo bez nich a používajú sa na kladenie vonkajších a vnútorných stien a iných prvkov budov a konštrukcií, ako aj na výrobu stenových panelov a blokov.

V závislosti od veľkosti sú tehly a kamene rozdelené do typov:
- obyčajný;
- zahustený;
- modulárny;
- obyčajný kameň;
- zväčšený;
- modulárny;
- s horizontálnym usporiadaním dutín.

Druhy keramických tehál a kameňov

Tehla: a) obyčajná; b) zahustený; c) modulárne. Kameň: d) obyčajný; e) zväčšený; e) modulárne; g), h) s horizontálnym usporiadaním dutín

Tehla môže byť plná alebo dutá, ale kamene môžu byť iba duté. Hrubšie a modulové tehly by tiež mali mať iba okrúhle alebo štrbinové dutiny, aby hmotnosť jednej tehly nepresiahla 4 kg.

Povrch okrajov môže byť hladký alebo vlnitý.

Tehla a kameň musia byť správne vypálené, pretože podpálené (šarlátová farba) má nedostatočnú pevnosť, nízku odolnosť proti vode a mrazu a prepálená tehla (železná ruda) sa vyznačuje zvýšenou hustotou, tepelnou vodivosťou a má spravidla zdeformovaný tvar. .

Je povolené vyrábať tehly a kamene so zaoblenými rohmi s polomerom do 15 mm. Veľkosť valcových priechodných dutín pozdĺž najmenšieho priemeru musí byť aspoň 16 mm, šírka dutín štrbiny maximálne 12 mm. Priemer slepých dutín nie je obmedzený.

Hrúbka vonkajších stien tehál a kameňov musí byť minimálne 12 mm. Vo vzhľade musia tehly a kameň spĺňať určité požiadavky.

Toto sa zisťuje kontrolou a meraním určitého množstva tehál z každej šarže (0,5 %, ale nie menej ako 100 ks.) na odchýlky od stanovených rozmerov, nerovnosť hrán a hrán, zlomené rohy a hrany a prítomnosť cez trhliny vedúce pozdĺž lôžka tehly.

Celkový počet výrobkov s odchýlkami vyššími ako prípustné by nemal byť väčší ako 5 %.

Trieda tehly v závislosti od pevnosti v tlaku a ohybe

Mrazuvzdornosť tehál a kameňov je 15, 25, 35 a 50. Nasiakavosť plných tehál by mala byť minimálne 8 % pri akosiach do 150 a minimálne 6 % pri plných tehlách vyšších akostí a dutých výrobkoch.

Na základe suchej hustoty sú tehly a kamene rozdelené do 3 skupín:
- obyčajné - s hustotou viac ako 1600 kg / m;
- podmienečne účinné - s hustotou viac ako 1400-1600 kg / m;
- efektívne - s hustotou nie väčšou ako 1400-1450 kg / m.

Efektívne stenové materiály zahŕňajú aj porézne plné a duté tehly a kamene vyrobené z diatomitov a tripolov s hustotou: trieda A - 700-1000 kg/m, trieda B - 1001-1300 kg/m, trieda B > 1301 kg/m .

Použitie účinných keramických stenových materiálov umožňuje znížiť hrúbku vonkajších stien, znížiť spotrebu materiálu obvodových konštrukcií až o 40% a znížiť náklady na dopravu a zaťaženie základov.

Rôzne krajiny vyrábajú stenové materiály, ktoré sa navzájom líšia, a to ako v nomenklatúre, tak v štandardných veľkostiach a značkách. Kvalita tehál vyrobených v zahraničí je teda 125-600 a väčšina tehál sa vyrába s triedou 400

Napríklad v Nemecku norma „Wall Brick“ zabezpečuje výrobu: obyčajných plných a dutých tehál a kameňov 14 druhov s rozmermi 240x115x52-490x300x238 tried od M40 do M280 a hustotou 1200-2200 kg/m(3 ); ľahké duté tehly a kamene 13 štandardných veľkostí, tried od M20 do M280 a hustoty 600-1000 kg/m (3); vysokopevnostné tehly a kamene značiek M360, M480 a M600: na vnútorné steny a priečky - duté tehly, kamene a dosky s rozmermi 330x175x40-945x320x115.

V zahraničnej praxi je známa výroba tehál s perom a drážkou pre bezmaltové murovanie, veľkorozmerové keramické stenové prvky, zvukotesné tehly a iné stenové výrobky.

Stenové panely a bloky z tehál a keramických kameňov

Stenové panely a bloky z tehál a keramických kameňov sa vyrábajú s cieľom zvýšiť priemyselný charakter výstavby.

Zvyčajne sa vyrábajú v horizontálnej polohe v kovovej forme s matricou, ktorá má bunky na upevnenie polohy každej tehly a kameňa a zabezpečenie spoja na prednej strane výrobku alebo s matricou so špeciálnym vzorom dokončovacej vrstvy.

Vyrábajú sa v troj-, dvoj- a jednovrstvových dĺžkach pre jeden alebo dva plánovacie kroky a výšku 1 a 2 podlaží, hrúbka panelov pre vnútorné steny a priečky je 80, 140, 180 a 280 mm.

Jednovrstvové panely sú vyrobené z keramických kameňov. Dvojvrstvový panel pozostáva z jednej vrstvy 1/2 tehly a vrstvy izolácie do hrúbky 100 mm.

Trojvrstvový panel pozostáva z dvoch vonkajších tehlových vrstiev, každá s hrúbkou 65 mm, s izolačnou vrstvou s hrúbkou 100 mm medzi nimi. Aby bola zaistená pevnosť panelov pri preprave a montáži, sú po obvode panelu a otvorov vystužené rámami z oceľových drôtov.

6. Obkladové výrobky

Výrobky z keramického obkladu sa používajú na vonkajšie a vnútorné obklady budov a konštrukcií nielen za účelom dekoratívnej a umeleckej úpravy, ale aj na zvýšenie ich trvanlivosti.

Keramické výrobky na vonkajšie opláštenie budov

Keramické výrobky na vonkajšie obklady budov sa delia na lícové tehly a kamene, veľkorozmerové dosky, keramické fasádne obklady a koberce z nich.

Tehla a obkladové kamene nie sú len obkladové výrobky. Kladú sa spolu s murivom steny a zároveň slúžia ako konštrukčný nosný prvok spolu s obyčajnými tehlami.

Lícové tehly a kamene sa vyrábajú v rovnakých veľkostiach a tvaroch ako bežné a líšia sa od nich vyššou hustotou a jednotnosťou farby. Vyrába sa v pevnostných stupňoch 75, 100, 125 a 150 a mrazuvzdornosti minimálne 25

Úpravou zloženia suroviny a režimu výpalu sa farby pohybujú od bielej, krémovej až po svetločervenú a hnedú.

Pri nedostatku kvalitných surovín sa vyrábajú s textúrovanou prednou plochou: engobovaním, dvojvrstvovým lisovaním, glazovaním a striekaným betónom s farebnými minerálnymi trieskami.

Dvojvrstvové výrobky sa vyrábajú lisovaním z dvoch hmôt: hlavná časť - miestne dočervena pálené íly a predná vrstva hrubá 3-5 mm zo svetlom pálených farebných alebo nefarbených ílov.

Používa sa aj reliéfna textúra, ktorá sa vyrába spracovaním ešte vlhkých surovín špeciálnymi kovovými kefami, hrebeňmi a drážkovanými valcami. Pre budovy postavené z tehál sú lícové tehly najekonomickejším typom opláštenia budovy.

Veľkorozmerné keramické obkladové dosky pllinkového typu na univerzálne použitie sú dostupné glazované a neglazované s hladkým, drsným alebo drážkovaným, jednofarebným alebo viacfarebným povrchom.

Dosky majú nasiakavosť menej ako 1 % a mrazuvzdornosť 50 cyklov alebo viac. Vyrábajú sa v štvorcových alebo obdĺžnikových tvaroch s dĺžkou 490, 990, 1190 mm, šírkou 490 a 990 mm a hrúbkou 9-10 mm.

Používajú sa na obklady fasád a soklov budov, podzemných chodieb.

Keramické fasádne obklady a koberce z nich vyrábané plastickým a polosuchým lisovaním.

Používajú sa na obklady vonkajších stien tehlových budov, vonkajších povrchov železobetónových stenových panelov, soklov, podzemných chodieb a dekoráciu iných stavebných prvkov.

Dlaždice sa vyrábajú glazované a neglazované, bežné a špeciálne účely s hladkým a reliéfnym povrchom 26 druhov s rozmermi od 292x192x9 mm do 21x21x4 mm

Norma umožňuje výrobu dlaždíc a iných štandardných rozmerov. Absorpcia vody bežných dlaždíc je 7-10% a špeciálnych - nie viac ako 5%.

Mrazuvzdornosť by mala byť minimálne 35 cyklov pri bežných obkladoch a minimálne 50 cyklov pri špeciálnych.

Dlažbu je možné dodať v koberci. Továrne vyrábajú koberce s dlaždicami nalepenými prednou stranou na kraft papier.

Keramické obklady pre vnútorné obklady

Keramické obklady pre vnútorné obklady sú rozdelené do dvoch skupín – na obklady stien a na podlahové krytiny. Tieto výrobky nie sú v prevádzkových podmienkach vystavené negatívnym teplotám, preto sa na ne nekladú požiadavky na mrazuvzdornosť.

Dlaždice na obklady stien sa používajú v dvoch typoch -majolika A kamenina. Kameninové dlaždice sú vyrobené zo surovej zmesi kaolínu, živca a kremenného piesku a majolikové dlaždice sú vyrobené z červeno pálenej hliny, po ktorej nasleduje glazúra.

Dlaždice klasifikujú: podľa povahy povrchu - plochý, reliéfne zdobený, textúrovaný; podľa typu lazúry - transparentné a matné, lesklé a matné, jednofarebné a zdobené viacfarebnými dezénmi.

Podľa tvaru, účelu a charakteru hrán sa obkladačky vyrábajú v nasledujúcich typoch: štvorcový, obdĺžnikový, tvarovaný roh, tvarovaná rímsa rovná, na dokončenie vonkajších a vnútorných rohov; tvarované sokly - rovné, na dokončenie vonkajších a vnútorných rohov.

Typy keramických dlaždíc na dekoráciu interiéru:

1-5 - štvorcový; 6-10 - obdĺžnikový; 11, 12 - tvarovaný roh; 13-16 - tvarované rímsy; 17-20 - tvarované sokle

Rozmery dlaždíc na dekoráciu interiéru sú (150200) x (50200) x (58) mm.

Nasiakavosť dlaždíc na dekoráciu interiéru je až 16%, pevnosť v ohybe je 12 MPa.

Dlaždice musia odolať teplotným zmenám od 125±5 °C do 15-20 °C bez objavenia sa defektov.

Keramické dlaždice na podlahy - Metlakh (č Názov pochádza z mesta Mettlach v Nemecku, kde bola ich výroba založená v stredoveku)vyrobené zo žiaruvzdorných a žiaruvzdorných ílov s a bez prísad

Používajú sa na pokládku podláh v objektoch, kde sú kladené vysoké nároky na čistotu, kde môže dochádzať k pôsobeniu tukov a iných chemikálií, hustej premávke a tiež v prípadoch, kedy podlahový materiál slúži aj ako dekoratívny prvok v architektonickom riešení objektu. miestnosť.

Pri výrobe sú dlaždice pred spekaním vypálené, v dôsledku čoho majú nasiakavosť nie viac ako 4% a vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.

Dlaždice môžu byť štvorcové, obdĺžnikové, štvor-, päť-, šesť- a osemuholníkové.

Rozmery dlaždíc 16 druhov (2004) x (17349) x (1013) mm.

V závislosti od typu čelnej plochy sa dlaždice vyrábajú hladké, s reliéfom a razením: jednofarebné a viacfarebné, matné a glazované, so vzormi a bez nich.

Vyrábajú sa aj veľkorozmerné univerzálne keramické obklady s rozmermi (1200500)x500 mm, ktoré sa používajú na obklady stien a podláh.

Typy keramických dlaždíc:

1 - štvorec; 2 - obdĺžnikový; 3 - trojuholníkový; 4 - šesťuholníkový; 5 - štvorsten; 6 - päťuholníkový; 7 - šesťuholníkový; 8, 9 - kučeravé

Na podlahy sa používajú aj mozaikové dlaždice štvorcových alebo obdĺžnikových tvarov s rozmermi 23 a 48 mm s hrúbkou 6-8 mm, zostavené do „kobercov“ na kraft papier s rozmermi 398 x 598 mm.

Svetovým lídrom vo výrobe keramických obkladov a dlažieb je Taliansko, ktoré produkuje asi 30 % svetovej produkcie.

7. Keramické výrobky na strešné krytiny a stropy

Najväčšie využitie keramických výrobkov na strešné krytiny a škridle je v krajinách západnej Európy, v niektorých z nich je zastrešenie až 100 % obytných budov dosiahnuté použitím škridiel.

Dlaždice, ktoré majú trvanlivosť až 300 rokov, výrazne prevyšujú akékoľvek iné strešné materiály z hľadiska tohto ukazovateľa a nie sú nižšie ako textúrne vlastnosti a náklady.

Nevýhody škridiel zahŕňajú potrebu veľkého sklonu (najmenej 30%) strechy a značnú hmotnosť strechy, ktorá si vyžaduje špeciálnu konštrukčnú pevnosť krokiev a vysokú náročnosť pokrývačských prác.

Avšak vysoká životnosť, požiarna odolnosť, odolnosť voči poveternostným vplyvom a dostatok surovín robia z keramických škridiel jednu z najefektívnejších strešných krytín.

Sú známe rôzne typy dlaždíc. Podľa zamýšľaného účelu sa dlaždice delia na: bežné, hrebeňové, odkvapové, koncové dlaždice na uzatváranie radov a dlaždice na špeciálne účely. Dlaždice sú vyrobené z nízkotaviteľných ílov.

Druhy keramických dlaždíc:

a) drážka vyrazená; b) drážkovaná páska; c) plochá páska; d) hrebeň; e) holandčina; e) drážkované; g) Tatarský

Pri pokládke sa obkladačky ukladajú na seba a preto je úžitková plocha pri plochých obkladoch - 50%, pri lisovaných a drážkovaných - 75-85%.

Pri testovaní musia dlaždice vydržať najmenej 70 kg so vzdialenosťou medzi podperami 180 mm pre ploché dlaždice a 300 mm pre drážkované a lisované dlaždice. Hmotnosť vyrazených a pásových drážok položených v streche a nasýtených vodou by nemala byť väčšia ako 50 kg / m a plochá - nie väčšia ako 65 kg / m.

Mrazuvzdornosť dlaždíc musí byť minimálne 25 cyklov.

Kamene a dosky na podlahy

Podlahy z dutých kameňov a dosiek sú ohňovzdorné, trvanlivé a majú dobré tepelné a zvukové izolačné vlastnosti.

Ich inštalácia vyžaduje malú spotrebu cementu a ocele a nevyžaduje dodatočný zásyp.

Keramické kamene na podlahy sa delia podľa účelu použitia na: prefabrikované terasové prvky, často rebrované prefabrikované alebo monolitické podlahy, roll-upy (výplň medzi trámy). Dutina keramických kameňov pre podlahy je 50-75%.

Keramické kamene na podlahy:

a) nosné; b) nenosné

8. Sanitárna keramika a potrubia

Výrobky sanitárnej keramiky- umývadlá, záchody, splachovacie nádrže, bidety, pisoáre, drezy a iné podobné výrobky sú vyrobené z porcelánových, poloporcelánových, kameninových a šamotových hmôt, ktoré sa získavajú z rovnakých materiálov.

Typické zloženie hmôt na výrobu sanitárnych výrobkov (% hmotnosti)

Fyzikálne a mechanické vlastnosti sanitárnej keramiky

Keramické kanalizačné potrubia sa používajú na výstavbu netlakových kanalizačných sietí prepravujúcich priemyselné, domáce, dažďové, agresívne a neagresívne vody.

Rúry sú vyrobené z plastu, žiaruvzdorných a žiaruvzdorných ílov, valcového tvaru, dĺžky 1000-1500 mm s vnútorným priemerom 150-600 mm.

Na jednom konci je hrdlo na pripojenie jednotlivých úsekov potrubia.

Nasiakavosť potrubia by nemala byť väčšia ako 8% a odolnosť voči kyselinám by nemala byť nižšia ako 93%.

Potrubie musí byť vodotesné a odolať vnútornému tlaku minimálne 0,15 MPa.

Keramické drenážne rúry sú vyrobené z hliny s prísadami alebo bez nich a používajú sa pri rekultivačných stavbách na inštaláciu uzavretej drenáže so spojmi chránenými filtračnými materiálmi.

Rúry sa vyrábajú s valcovým, šesťhranným a osemhranným povrchom s vnútorným priemerom 50-250 mm a dĺžkou 333 mm.

Ich mrazuvzdornosť je minimálne 15 cyklov a vonkajšie deštruktívne zaťaženie je od 3,5 do 5,0 kN v závislosti od priemeru.

Vonkajší povrch rúrok je pokrytý glazúrou. Voda vstupuje do potrubia cez okrúhle alebo štrbinové otvory v spojoch, ako aj cez spoje potrubí.

9. Špeciálne keramické výrobky

Medzi špeciálne keramické výrobky patria komínové tehly, klinkerové tehly a výrobky odolné voči kyselinám.

Tehly pre komíny používa sa na kladenie komínov a vložkovanie priemyselných potrubí, ak teplota ich ohrevu spalinami nepresiahne 700 °C.

Tehla sa vyrába v triedach od 125 do 300.

Veľkosti tehál: dĺžka 120 a 250 mm, šírka 120 alebo 250 mm, hrúbka 65 alebo 88 mm.

Tehla môže mať obdĺžnikový alebo klinový tvar.

Kratšie dĺžky klinových tehál sú 70, 100, 200 a 225 mm. Nasiakavosť tehly musí byť najmenej 6% a mrazuvzdornosť 25, 35 a 50.

Klinker tehla Získava sa vypaľovaním ílov až do úplného spekania, avšak bez zosklovatenia povrchu, preto sa od bežných líši vysokou pevnosťou a mrazuvzdornosťou.

Veľkosť tehly 220x110x65 mm.

V súlade s maximálnou pevnosťou v tlaku sa delí na 3 stupne - 1 000, 700 a 400, ktorých mrazuvzdornosť je 100 - 50 cyklov a absorpcia vody nie je väčšia ako 2 - 6% .

Klinker sa tiež nazýva cestná tehla a používa sa na obloženie ciest a chodníkov, obloženie kanalizačných kolektorov a obloženie násypov.

Používa sa aj v chemickom priemysle ako kyselinovzdorný materiál.

Kyselinovzdorné tehly sa používajú na ochranu zariadení a stavebných konštrukcií pracujúcich v kyslom agresívnom prostredí a na vložkovanie komínov, ktoré slúžia na odvod spalín s obsahom agresívneho prostredia.

Tehly sa vyrábajú najvyššej a prvej kategórie kvality v troch triedach A, B a C a v štyroch tvaroch: rovné, klinové (koncové a okrajové), radiálne (priečne a pozdĺžne) a tvarované (trhavé).

Veľkosti tehál 230x113x65 a 230x113x55 mm.

Vlastnosti tehál majú nasledujúce významy: odolnosť voči kyselinám - (98,5-96)%; pevnosť v tlaku (60-35) MPa; tepelný odpor (5-25) tepelné posuny.

Dlaždice odolné voči kyselinám sa používajú na obloženie zariadení a ochranu stavebných konštrukcií a konštrukcií prevádzkovaných v podmienkach vystavenia agresívnemu prostrediu.

Dlaždice sú vyrábané v najvyššej a prvej triede 6 značiek: kyselinovzdorný porcelán - KF, tepelný kyselinovzdorný dunit - TKD, tepelný kyselinovzdorný pre priemysel hydrolýzy - TKG, kyselinovzdorný na stavebné konštrukcie - KS, kyselinovzdorný šamot - KSh a tepelný kyselinovzdorný šamot - TKSh.

Tvar dlaždíc je:
- štvorcový byt;
- štvorcový radiálny;
- obdĺžnikový;
- kliny;
- spárovaný.

Na jednej strane má dlažba rebrovaný povrch, ktorý zabezpečuje lepšiu priľnavosť k obloženej štruktúre.

Veľkosti dlaždíc sa líšia v nasledujúcom rozmedzí: dĺžka a šírka 50-200 mm, hrúbka 15-50 mm.

Vlastnosti dlaždíc sa v závislosti od typu a značky pohybujú od: nasiakavosť - (0,4-8)%; odolnosť voči kyselinám - (97-99)%; pevnosť v tlaku - (10-150) MPa a pevnosť v ohybe - (10-40) MPa; tepelná odolnosť 2-10 tepelných cyklov; mrazuvzdornosť - 15-20 cyklov.

Hlina sa považuje za základ výroby keramiky. Zmiešaný s vodou vytvorí cesto podobnú hmotu vhodnú na následné spracovanie. Suroviny prírodného pôvodu sa líšia v závislosti od miesta vzniku. Jeden typ sa môže použiť v čistej forme, iné vyžadujú preosievanie a miešanie. Výsledkom je hlina na keramiku - materiál celkom vhodný na výrobu rôznych výrobkov.

Štrukturálne sa íl skladá z malých kryštálikov, ktoré tvoria hlinitotvorný silikátový minerál – kaolinit. Hlina na keramiku obsahuje vodu, kremík a oxidy hliníka.

Červená hlina

V prírode sa takáto hrnčiarska hlina vyznačuje zeleno-hnedým odtieňom, ktorý jej dodáva oxid železa, ktorý predstavuje päť až osem percent z celkového množstva. Prebieha tepelné spracovanie V závislosti od teploty alebo typu pece sa hlina stáva červenou alebo belavou. Materiál sa ľahko miesi a znesie zahriatie až na 1 100 stupňov. Surovina je vysoko elastická, výborná na modelovanie drobných sôch alebo na prácu s hlinenými platničkami.

Biela keramika

Vklady tohto typu sa nachádzajú všade. Po dostatočnom navlhčení je hlina svetlosivá, proces lisovania jej dodáva biely alebo slonovinový odtieň. Hlavnými vlastnosťami materiálu sú elasticita a priesvitnosť, pretože kompozícia neobsahuje oxid železa. Používa sa na výrobu riadu, dlaždíc, inštalatérskych zariadení a hlinených remesiel.

Druhom suroviny obsahujúcej zvýšené množstvo bieleho oxidu hlinitého je majolika. Vypaľuje sa pri nízkych teplotách, po ktorých je povrch pokrytý glazúrou s obsahom cínu. Majoliková keramika má druhý názov - kamenina, pretože tento materiál bol prvýkrát použitý na výrobu riadu v továrni na výrobu kameninových výrobkov.

Pieskovcová hlina

Tento materiál je vhodný najmä na prácu na špeciálnom stroji na výrobu keramiky. Kompozícia obsahuje nečistoty z hliny a oxidu kremičitého. Druhý názov suroviny je „hrncová hlina“. Po vypálení pri teplotách presahujúcich 1000 stupňov sa hlina stáva hustejšou a úplne nepriepustnou. Používa sa na výrobu riadu a dekoratívnych remesiel. Farebné odtiene sú pestré - sivastá, béžová, slonovinová, hnedá.

Hlina na výrobu porcelánu

Táto hlina obsahuje kaolín, živec a kremeň. Pri dostatočnej vlhkosti má hlina svetlosivý odtieň, výpalom pri teplote 1 300 - 1 400 stupňov je biela. Surovina je elastická, práca s takýmto materiálom je spojená s vysokými technickými nákladmi, preto sa odporúča použiť hotové formy.

Šamotová hlina

Tento typ hliny má najcennejšie vlastnosti. Táto hornina sa získava vypaľovaním kaolínu (bielej hliny) pod vplyvom teploty minimálne 1000 stupňov. Tepelné spracovanie dodáva materiálu dodatočnú tepelnú odolnosť. Proces tepelného spracovania odparuje kvapalinu a rôzne nečistoty z hlineného materiálu. V špeciálnej peci sa hlinenej hornine dávajú pevnostné vlastnosti kameňa, ktorý sa potom drví na výrobu šamotu. Suroviny sa používajú pri výrobe žiaruvzdorných tehál, na kladenie kachlí a dekoratívnych prvkov.

Kritériá pre výber zloženia hliny pre prácu

Pri výbere keramickej hliny vhodnej na prácu musíte vziať do úvahy veľké množstvo faktorov:

• aký spôsob práce použijete a čo chcete v konečnom dôsledku získať – sochu, dekoráciu alebo funkčný predmet. Ak plánujete pracovať na hrnčiarskom kruhu alebo ručnom vyrezávaní, mali by ste zvoliť vzhľad keramiky;
• určiť, aký odtieň potrebujete. Farba materiálu závisí od jeho zložiek. Pri výbere vhodnej možnosti sa odporúča skontrolovať sondy na teplotné podmienky, pri ktorých sa plánuje vypaľovanie, pretože po tepelnom spracovaní sa môže zmeniť odtieň hliny. Ak chcete urobiť správnu voľbu, musíte si vopred naplánovať dekoráciu produktu;
• Pred výberom typu hliny na keramiku by ste sa mali rozhodnúť, akú teplotu pri výpale nastavíte. Existujú materiály, ktoré nevydržia teploty vyššie ako 1000 stupňov a začnú sa topiť. Z toho vyplýva, že musíte vybrať hmotu, ktorá sa dá vypáliť vo vašej rúre.

Než nájdete najlepšiu možnosť, budete musieť vyskúšať veľké množstvo druhov hlín od rôznych výrobcov. Skúsený majster uprednostňuje prácu s niekoľkými typmi určenými na rôzne úlohy. Niektorí skúsení odborníci vytvárajú vhodnú hlinu vlastnými rukami alebo zlepšujú hotové suroviny.

Etapy prípravy hliny na prácu

Aby sa hlina stala vhodnou na výrobu keramiky, musí prejsť niekoľkými fázami prípravy.

Skríning

Na tento účel sa hlina musí rozložiť v malých hrudkách na drevenú podlahu a vysušiť na slnku. V zime materiál dobre schne v mraze, ak ho rozložíte pod prístreškom a zabránite vniknutiu snehu. Prípravu hliny v malých množstvách je možné vykonať v teplej miestnosti v blízkosti kachlí alebo radiátorov. Zvláštnosťou rýchleho sušenia je, že hlina musí byť rozdelená na malé kúsky.

Sušené suroviny sa nalejú do drevenej škatule s hrubými stenami a rozbijú sa tamperom. Výsledný prach sa preoseje cez sito a odstráni kamienky, triesky, steblá trávy a veľké zrnká piesku.

Na modelovanie sa prášok zamieša podľa princípu prípravy chlebového cesta, po malých častiach sa pridá voda a hmota sa dôkladne prehnetie. Časť hlineného prášku sa udržiava v suchom stave, ak je potrebné pridať do hmoty hrúbku, a nie je čas na sušenie alebo odparovanie. V tomto prípade sa prášok pridá do hlinenej hmoty a miesenie sa opakuje.

Vyčerpanie

V tomto štádiu sa hlina čistí, získava plasticitu a obsah tuku. Tomuto postupu sa najčastejšie podrobujú ílové suroviny s nízkou plasticitou, ktoré obsahujú veľké množstvo piesku. Na namáčanie budete potrebovať vysokú nádobu, napríklad vedro.

Časť hliny sa naplní tromi dielmi vody a nechá sa cez noc. Ráno sa obsah dôkladne premieša, aby sa vytvoril homogénny roztok, ktorý sa nechá až do úplného ustálenia. Keď sa voda zhora vyčistí, opatrne sa vypustí pomocou hadice.

Pre takýto postup existuje vhodnejšia metóda, ktorú vynašli starí majstri. Na tento účel použite drevenú vaňu, v ktorej sú otvory na určitej úrovni, predtým uzavreté zátkami.

Pri usadzovaní hlineného roztoku sa najskôr dostanú na dno kamienky a ťažké zrnká piesku obsiahnuté v jeho zložení, potom sa hlina začne usadzovať. Vyčistená voda sa postupne vypúšťa cez otvory, pričom sa z nich jedna po druhej odstraňujú zátky, až kým nevytečie všetka kvapalina.

Ak chcete urýchliť proces usadzovania, pridajte do ílového roztoku epsomskú soľ (štipka na vedro).

Po vypustení vody sa tekutá hlina vyberie, pričom dávajte pozor, aby ste sa nedotkli spodnej vrstvy sedimentu. Roztok sa naleje do umývadla alebo širokej škatule a umiestni sa na slnko, aby sa z neho rýchlo odparila vlhkosť. Keď hlina začne vysychať, odporúča sa ju pravidelne miešať drevenou špachtľou. Materiál, ktorý sa stal ako husté cesto a nelepí sa na ruky, je pokrytý polyetylénom a skladovaný až do použitia.

Prerušenie

Postup sa používa pred vyrezávaním na odstránenie vzduchových bublín z hliny a zlepšenie rovnomernosti. Hnetenie sa považuje za nevyhnutné, keď je hlina v počiatočných fázach zle vyčistená a obsahuje malé nečistoty.

Spracovanie začína procesom valcovania koloboku, ktorý sa potom násilne hodí na pracovný stôl. Obrobok je mierne sploštený a nadobúda tvar bochníka. Pomocou hrnčiarskej šnúry sa rozreže na dve časti, horná polovica sa opäť hodí na stôl rezom a druhá časť sa urobí rovnakým spôsobom bez toho, aby sa prevrátila. Zlepené polovice sa znova rozrežú a postup hádzania sa opakuje.

Prázdne oblasti sú ostro zničené a vzduchové bubliny sú vytlačené von. Stav homogenity suroviny závisí od počtu rezov. Na toto spracovanie môžete použiť tesárske lietadlo alebo veľký nôž.

Ďalej sa hlinená hrudka zhutní, pritlačí na povrch stola a odrežú sa z nej tenké platne. Všetky cudzie predmety, ktoré spadnú pod čepeľ, sú odhodené nabok. Pri tomto postupe závisí čistota materiálu a jeho rovnomernosť od tenkosti dosiek. Po dokončení hobľovania sa hlinené platne opäť zhromažďujú do jednej hrudky a zhutňujú sa do monolitického stavu. Proces vrstvenia sa znova opakuje.

Peremin

Toto je posledný proces prípravy vlastnej hliny na výrobu keramiky. Vezmite hrudku, vyvaľkajte ju do valčeka, zahnite a uhnietajte do pôvodného stavu. Ťažobné operácie sa opakujú niekoľkokrát v určenom poradí. Ak je materiál veľmi suchý, pred ďalším miesením sa výdatne postrieka vodou.

Funkcie úložiska

Kvalitatívny stav materiálu je určený podmienkami jeho uchovávania. Najvyššie nároky sú kladené na kvalitu hliny, ktorá je určená na výrobu umeleckých keramických výrobkov.

Suroviny prichádzajúce do skladu sa balia do vriec a ukladajú na vysoké palety, výška stohov by nemala presiahnuť dva metre. Takéto podmienky inštalácie sú potrebné, aby sa zabránilo kontaminácii surovín. Každý typ hliny a prichádzajúce dávky materiálu sa musia skladovať oddelene, aby sa zabránilo zmiešaniu.

Ak nie je možné skladovať hlinu v interiéri, ukladá sa na betónové plošiny.

Ak sú splnené všetky požiadavky na skladovanie a prípravu hlinených surovín na prácu, môžete získať vynikajúci materiál na výrobu keramických výrobkov.

Keramické materiály sa získavajú z hlinených hmôt formovaním a následným vypaľovaním. V tomto prípade často prebieha medzitechnologická operácia - sušenie čerstvo tvarovaných výrobkov, nazývaných „surové“.

Keramické materiály sa na základe charakteru štruktúry črepu rozlišujú na pórovité (nespekané) a hutné (spekané). Pórovité absorbujú viac ako 5 % vody (hmotnostne), v priemere je ich nasiakavosť 8...20 % hmotn. Tehla, bloky, kamene, dlaždice, drenážne rúry atď. majú poréznu štruktúru; husté - podlahové dlaždice, kanalizačné potrubia, sanitárne výrobky.

Keramické materiály a výrobky sú na základe ich zamýšľaného účelu rozdelené do nasledujúcich typov: stena - obyčajné tehly, duté a pórovité tehly a kamene, veľké bloky a panely z tehál a kameňov; Pre podlahy - duté kamene, trámy a panely vyrobené z dutých kameňov; Pre vonkajší obklad - keramické lícové tehly a kamene, kobercová keramika, keramické fasádne obklady; Pre vnútorné obloženie Avybavenie budovy - dosky a dlaždice na steny a podlahy, sanitárne výrobky; strešná krytina -dlaždice; potrubia - kanalizácia a kanalizácia.

Suroviny

Surovinou na výrobu keramických materiálov sú rôzne hlinené horniny. Na zlepšenie technologických vlastností ílov, ako aj na dodanie určitých a vyšších fyzikálno-mechanických vlastností výrobkom, kremenný piesok, šamot (drvená žiaruvzdorná alebo žiaruvzdorná hlina pálená pri teplote 1000...14000°C), troska, piliny, do ílov sa pridáva uhoľný prach.

Ílové materiály vznikli zvetrávaním vyvrelých živcových hornín. Proces zvetrávania hornín pozostáva z mechanického ničenia a chemického rozkladu. Mechanické zlyhanie nastáva v dôsledku vystavenia premenlivej teplote a vode. Chemický rozklad nastáva napríklad vtedy, keď je živec vystavený pôsobeniu vody a oxidu uhličitého, čím vzniká minerál kaolinit.

Hlina je názov pre zemité minerálne hmoty alebo klastické horniny, ktoré sú schopné s vodou vytvoriť plastické cesto, ktoré si po vysušení zachováva svoj tvar a po vypálení nadobúda tvrdosť kameňa. Najčistejšie íly pozostávajú prevažne z kaolinitu a nazývajú sa kaolíny. Zloženie ílov zahŕňa rôzne oxidy (AI2O3, SiO 2, Fe 2 O3, CaO, Na 2 O, MgO a K2O), voľnú a chemicky viazanú vodu a organické nečistoty.

Nečistoty majú veľký vplyv na vlastnosti hliny. So zvýšeným obsahom SiO 2 nesúvisiaceho s Al 2 Oz sa teda znižuje väzbová schopnosť ílov v ílových mineráloch, zvyšuje sa pórovitosť vypálených výrobkov a znižuje sa ich pevnosť. Zlúčeniny železa, ktoré sú silnými tavivami, znižujú požiarnu odolnosť hliny. Uhličitan vápenatý znižuje žiaruvzdornosť a interval spekania, zvyšuje zmršťovanie pri výpale a pórovitosť, čo znižuje pevnosť a mrazuvzdornosť. Oxidy Na2O a K2O znižujú teplotu spekania hliny.

Íly sa vyznačujú plasticitou, súdržnosťou a väzbovosťou a postojom k vysychaniu A na vysoké teploty.

Plastickosť hliny je jej vlastnosťou, že po zmiešaní s vodou vytvorí cesto, ktoré je pod vplyvom vonkajších síl schopné nadobudnúť daný tvar bez tvorby trhlín a trhlín a tento tvar si zachovať aj pri následnom sušení a vypaľovaní.

Plasticita hliny je charakterizovaná číslom plasticity

P =W T - W R ,

Kde W t a W p - hodnoty vlhkosti zodpovedajúce medze klzu a limitu valcovania hlineného lana, %.

Podľa plasticity sa íly delia na vysoko plastické (P>25), stredne plastické (P = 15...25), stredne plastické (P = 7... 15), s nízkou plasticitou (str <7) a neplastové. Na výrobu keramických výrobkov sa zvyčajne používajú stredne plastické íly s číslom plasticity P = 7... 15. Hliny s nízkou plasticitou sa ťažko formujú, zatiaľ čo vysoko plastické íly pri sušení praskajú a vyžadujú riedenie.

Pri výrobe výpalkov sa spolu s s Používané íly sú diatomity, tripoly, bridlica atď. Pri výrobe ľahkých tehál a výrobkov sa teda používajú kremelina a tripoly a napučiavacie íly, perlit a vermikulit sa používajú na výrobu poréznych agregátov.

Mnohé keramické závody nemajú suroviny vhodné v ich prírodnej forme na výrobu zodpovedajúcich výrobkov. Takéto suroviny vyžadujú zavedenie prísad. Pridaním riediacich prísad do 6...10% (piesok, troska, šamot a pod.) do plastických ílov je teda možné znížiť zmršťovanie hliny pri sušení a pálení. Frakcie menšie ako 0,001 mm majú veľký vplyv na väzbovú schopnosť ílov a ich zmršťovanie.

Čím vyšší je obsah častíc ílu, tým vyššia je plasticita. Plasticitu je možné zvýšiť pridaním vysoko plastických ílov, ako aj zavedením povrchovo aktívnych látok - sulfitovo-kvasnicovej kaše (SYB) atď. Plasticitu možno znížiť pridaním neplastických materiálov nazývaných troskové činidlá - kremenný piesok, šamot, troska, piliny, uhoľné štiepky.

Íly obsahujúce zvýšené množstvo ílových frakcií majú vyššiu súdržnosť a naopak íly s nízkym obsahom ílových častíc majú nízku súdržnosť. S nárastom obsahu pieskových a prachových frakcií sa väzbová schopnosť hliny znižuje. Táto vlastnosť hliny má veľký význam pri formovaní výrobkov. Väzbová schopnosť hliny sa vyznačuje schopnosťou viazať častice neplastických materiálov (piesok, šamot a pod.) a pri sušení vytvárať dostatočne pevný výrobok daného tvaru.

Zmršťovanie je zmenšenie lineárnych rozmerov a objemu počas sušenia vzorky (zmršťovanie vzduchom) a vypaľovania (zmršťovanie ohňom). Zmršťovanie vzduchom vzniká, keď sa zo suroviny počas procesu sušenia odparí voda. Pre rôzne íly sa lineárne zmrašťovanie vzduchom pohybuje od 2...3 do 10...12% v závislosti od obsahu jemných frakcií. Zmršťovanie ohňom vzniká v dôsledku skutočnosti, že počas procesu vypaľovania sa nízkotaviteľné zložky hliny roztavia a častice ílu v miestach ich kontaktu sa priblížia k sebe. Zmrašťovanie ohňom v závislosti od zloženia ílov môže byť 2...8%. Úplné zmrštenie rovná algebraickému súčtu vzduchového a požiarneho zmršťovania, pohybuje sa v rozmedzí 5...18%. Táto vlastnosť ílov sa berie do úvahy pri výrobe produktov požadovaných veľkostí.

Charakteristickou vlastnosťou ílov je ich schopnosť premeniť sa pri výpale na hmotu podobnú kameňu. V počiatočnom období zvýšenia teploty sa mechanicky zmiešaná voda začne odparovať, následne vyhoria organické nečistoty a pri zahriatí na 550...800 °C dochádza k dehydratácii ílových minerálov a hlina stráca svoju plasticitu.

S ďalším zvýšením teploty dochádza k výpalu - nejaká zložka ílu s nízkou teplotou topenia sa začína topiť, ktorá pri šírení obalí neroztavené častice hliny a po ochladení ich stvrdne a stmelí. Takto dochádza k procesu premeny hliny na stav podobný kameňu. Čiastočné natavenie hliny a pôsobenie síl povrchového napätia roztavenej hmoty spôsobí, že sa jej častice približujú k sebe, dochádza k zmenšeniu objemu – požiarnemu zmršťovaniu.

Kombinácia procesov zmršťovania, zhutňovania a tvrdnutia hliny pri výpale sa nazýva spekanie hliny. Pri ďalšom zvyšovaní teploty hmota mäkne - dochádza k roztaveniu hliny.

Farbu pálenej hliny ovplyvňuje najmä obsah oxidov železa, ktoré pri prebytku kyslíka v peci farbia keramické výrobky na červeno, pri nedostatku kyslíka na tmavohnedo a až na čierno. Oxidy titánu spôsobujú modrasté sfarbenie črepu. Na získanie bielej tehly sa pálenie vykonáva v redukčnom prostredí (v prítomnosti voľného CO a III v plynoch) a pri určitých teplotách, aby sa premenil oxid železa V dusný.

Procesy, ktoré sa vyskytujú pri vypaľovaní a sušení ílov

schéma výroby keramických výrobkov

Napriek rozsiahlemu sortimentu keramických výrobkov, rozmanitosti ich tvarov, fyzikálnych a mechanických vlastností a druhov surovín sú hlavné etapy výroby keramických výrobkov všeobecné a pozostávajú z nasledujúcich operácií: extrakcia surovín, príprava suroviny, lisovanie výrobkov (surovín), sušenie surovín, vypaľovanie výrobkov, spracovanie výrobkov (orezávanie, glazovanie a pod.) a balenie.

Suroviny sa ťažia v povrchových baniach pomocou rýpadiel. Doprava surovín z lomu do závodu je realizovaná sklápačmi, vozíkmi alebo dopravníkmi v krátkej vzdialenosti od lomu do lisovne. Závody na výrobu keramických hmôt sú zvyčajne postavené v blízkosti ložiska hliny a lom je neoddeliteľnou súčasťou závodu.

Príprava surovín pozostáva z deštrukcie prirodzenej štruktúry hliny, odstraňovania alebo mletia veľkých inklúzií, miešania hliny s prísadami a zvlhčovania, kým sa nezíska tvarovateľná hlinená hmota.

Formovanie keramickej hmoty v závislosti od vlastností východiskovej suroviny a typu vyrábaného produktu sa uskutočňuje polosuchými, plastickými a šmykovými (mokrými) metódami. O polosuchá metóda Pri výrobe sa hlina najskôr rozdrví a vysuší, potom sa rozdrví a s vlhkosťou 8...12% sa podáva na formovanie. O plasticky Počas formovania sa hlina rozdrví, potom sa pošle do hlinenej miešačky (obr. 3.2), kde sa mieša s chudými prísadami, kým sa nezíska homogénna plastická hmota s obsahom vlhkosti 20...25 %. Formovanie keramických výrobkov plastovou metódou sa vykonáva hlavne na pásové lisy. Pri polosuchom spôsobe sa hlinená hmota formuje na hydraulických alebo mechanických lisoch pod tlakom do 15 MPa a viac. Autor: sklzová metóda východiskové materiály sa rozdrvia a zmiešajú s veľkým množstvom vody (až 60%), kým sa nedosiahne homogénna hmota - šmyk. V závislosti od spôsobu formovania sa sliz používa priamo na výrobky získané odlievaním, ako aj po vysušení v rozprašovacích sušičkách.

Povinnou medzioperačnou operáciou v technologickom procese výroby keramických výrobkov plastovou metódou je sušenie. Ak sa surovina, ktorá má vysokú vlhkosť, po vyformovaní ihneď vypáli, popraská. Pri umelom sušení surovín sa ako chladivo používajú spaliny z pecí a špeciálnych pecí. Pri výrobe jemných keramických výrobkov sa používa horúci vzduch generovaný v ohrievačoch. Umelé sušenie sa vykonáva v dávkových komorových sušiarňach alebo kontinuálnych tunelových sušiarňach (obr. 3.4).

Proces sušenia je komplex javov spojených s prenosom tepla a hmoty medzi materiálom a prostredím. V dôsledku toho sa vlhkosť pohybuje z vnútra produktu na povrch a odparuje sa. Súčasne s odvádzaním vlhkosti sa častice materiálu zbližujú a dochádza k zmršťovaniu. K zmenšeniu objemu hlinených produktov pri sušení dochádza do určitej hranice, napriek tomu, že voda sa v tomto bode ešte úplne neodparila. Na získanie vysokokvalitných keramických výrobkov musia procesy sušenia a vypaľovania prebiehať za prísnych podmienok. Pri zahrievaní produktu v rozsahu teplôt O...150°C sa z neho odstraňuje hygroskopická vlhkosť. Pri teplote 70°C môže tlak vodnej pary vo vnútri výrobku dosiahnuť značnú hodnotu, preto, aby sa predišlo prasklinám, by sa mala teplota zvyšovať pomaly (50...80°C/h), aby sa rýchlosť tvorba pórov vo vnútri materiálu neprevyšuje filtráciu pár cez jeho hrúbku.

Vypaľovanie je konečnou fázou technologického procesu. Surovina vstupuje do pece s vlhkosťou 8...12% a v počiatočnom období je úplne vysušená. V rozmedzí teplôt 550...800°C dochádza k dehydratácii ílových minerálov a odstráneniu chemicky viazanej konštitučnej vody. V tomto prípade je kryštálová mriežka minerálu zničená a hlina stráca svoju plasticitu, kedy dochádza k zmršťovaniu produktov.

Pri teplote 200...800°C sa uvoľňuje prchavá časť organických nečistôt ílu a horľavých prísad vnesených do zmesi pri formovaní výrobkov a navyše dochádza k oxidácii organických nečistôt v medziach teplotu ich vznietenia. Toto obdobie je charakterizované veľmi vysokou rýchlosťou nárastu teploty - 300...350°C/h, a pre efektívne produkty - 400...450°C/h, čo prispieva k rýchlemu vyhoreniu paliva lisovaného do surového materiál. Potom sa produkty udržiavajú pri tejto teplote v oxidačnej atmosfére, kým sa uhlíkové zvyšky úplne nespália.

Ďalší nárast teploty z 800°C na maximum je spojený s deštrukciou kryštálovej mriežky ílových minerálov a výraznou štruktúrnou zmenou v črepe, preto sa rýchlosť nárastu teploty spomalí na 1OO...15O°C. /h, a pre duté výrobky - do 200...220° S/h. Po dosiahnutí maximálnej teploty vypaľovania sa výrobok udržiava, aby sa teplota vyrovnala v celej hrúbke, potom sa teplota zníži o 1OO...150°C, v dôsledku čoho dochádza k zmršťovaniu a plastickej deformácii.

Potom sa intenzita chladenia pri teplotách pod 800°C zvýši na 250...300°C/h alebo viac. Pokles teploty môže byť obmedzený len podmienkami vonkajšej výmeny tepla. Za takýchto podmienok je možné vypáliť tehly za 6...8 hodín, avšak v bežných tunelových peciach nie je možné realizovať vysokorýchlostné režimy vypaľovania z dôvodu veľkej nerovnomernosti teplotného poľa naprieč prierezom vypaľovacieho kanála. . Výrobky z nízkotaviteľných ílov sa vypaľujú pri teplote 900...1100°C. Vypálením výrobok získava kamenný stav, vysokú vodeodolnosť, pevnosť, mrazuvzdornosť a ďalšie cenné konštrukčné vlastnosti.

Všeobecné informácie

Materiály z prírodného kameňa sú materiály a výrobky získané mechanickým spracovaním (drvením, štiepaním, pílením atď.) hornín. Prírodný kameň, používaný priamo ako stavebný materiál, zaujme svojou dekoratívnosťou a odolnosťou.

Obrovské množstvo materiálov z prírodného kameňa sa používa ako surovina na výrobu väčšiny stavebných materiálov: keramika, sklo, minerálne spojivá.

Surovinou pre priemysel stavebných hmôt sú horniny. Používajú sa na výrobu anorganických spojív, keramických materiálov, stavebného skla, drveného kameňa, štrku, piesku v cestnom staviteľstve a na prípravu betónu a mált, opláštenie budov, konštrukcií a mnohé iné účely.

Skaly sa nazývajú akumulácie minerálnych hmôt, ktoré tvoria geologické telesá charakterizované pomerne konštantným zložením, štruktúrou a vlastnosťami. Percento minerálov v hornine určuje jej minerálne zloženie. Tvar, veľkosť, vzájomná poloha minerálov, prítomnosť pórov atď. určujú vlastnosti horniny.

Minerálne nazývané prírodné teleso, homogénne v chemickom zložení, štruktúre a vlastnostiach, ktoré vzniklo v dôsledku fyzikálnych a chemických procesov na povrchu a v hlbinách zeme. Prevažná väčšina minerálov sú pevné látky: kryštalické a amorfné.

Ak sa hornina skladá z jedného minerálu, nazýva sa monominerál, ak sa skladá z dvoch alebo viacerých, nazýva sa polyminerál.

V závislosti od podmienok vzniku sa horniny delia na tri typy: primárne - vyvrelé, sekundárne - sedimentárne, modifikované - metamorfované.

Vybuchol Horniny sú veľmi rôznorodé vo fyzikálnych a mechanických vlastnostiach. Ak magma stuhla v hĺbke a jej zložky stihli vykryštalizovať, tak vznikli takzvané hlbinné (intruzívne) horniny, ktoré sa vyznačujú holokryštalickou štruktúrou. Ak v dôsledku sopečnej činnosti vytryskla magma na povrch, do zóny výrazne nižších teplôt, jej zložky nestihli vykryštalizovať a po stuhnutí vytvorili horniny so skrytými a jemne kryštalickými štruktúrami (efúzne).

Mnohé prírodné kamene tejto skupiny sa vyznačujú vysokou hustotou, tepelnou vodivosťou, pevnosťou a používajú sa výlučne ako konštrukčné, dokončovacie a dokončovacie materiály.

Zároveň sú značne rozšírené aj klastické (sypké a stmelené) vyvreliny vyznačujúce sa pomerne vysokou pórovitosťou - pemza, sopečný tuf.

Sedimentárne horniny vznikli v dôsledku premeny produktov deštrukcie vyvrelých hornín, morských a kontinentálnych sedimentov vo forme samostatných vrstiev a vrstiev na zemskom povrchu a v jeho blízkosti pri relatívne nízkych teplotách a tlaku. Mechanický sedimenty vznikli v dôsledku usadzovania alebo akumulácie voľných produktov rozpadu už existujúcich hornín, z ktorých niektoré boli následne stmelené, čím sa vytvorili zlepence, brekcie a pieskovce. Chemický sedimenty vznikli v dôsledku vyzrážania minerálnych látok z vodných roztokov s následným zhutňovaním a cementovaním. Organogénne tvorba je výsledkom priamej sedimentácie, zhutňovania a cementovania zvyškov rias, organizmov a ich metabolických produktov.

Modifikované (metamorfované) horniny vznikajú v hrúbke zemskej kôry v dôsledku viac či menej hlbokej premeny vyvrelých alebo sedimentárnych hornín pôsobením vysokých teplôt a tlaku, ako aj možnej chemickej expozície. Metamorfované horniny sa od pôvodných líšia štruktúrou a vlastnosťami. Podľa štruktúry sa delia na masívne alebo zrnité (mramor, kremenec) a bridlice (ruly, bridlice).

Základy technológie

Kamenné bloky získané z lomu sa posielajú na spracovanie do závodov na spracovanie kameňa. Proces, ktorým sa kameňu dáva požadovaný tvar, veľkosť a textúra prednej plochy, zahŕňa množstvo operácií vykonávaných v prísnom poradí pomocou rôznych strojov na spracovanie kameňa. V moderných podnikoch sa kameň spracováva mechanizovanou metódou. V závislosti od povahy použitého nástroja sa rozlišujú tri hlavné typy spracovania: rezanie, brúsenie a sekanie. Každý z týchto typov je rozdelený do dvoch etáp: udáva tvar a veľkosť produktu a jeho spracovanie textúry. Aby sa to dosiahlo, predný povrch výrobku má daný stupeň reliéfu.

Obrábanie– najmodernejší proces spracovania kameňa: táto metóda je vysoko produktívna, produkuje menej odpadu a umožňuje v najväčšej miere automatizáciu výroby. V závislosti od tvrdosti kameňa sa používajú frézy na oceľ a tvrdokov (na mäkké a stredne tvrdé kamene) alebo diamantové a karborundové nástroje (na stredne tvrdé a tvrdé horniny) špeciálnej konštrukcie.

Spracovanie čipov je tiež široko používaná metóda, ale vo väčšine prípadov si vyžaduje stálu účasť operátora, a preto je náročnejšia na prácu. Príklepové spracovanie kameňa je mechanizované a nie plne automatizované.

Dať kameňu požadovaný tvar, bez ohľadu na prijatú metódu spracovania, prebieha v dvoch fázach: najprv sa výrobku dá tvar, ktorý sa približne približuje danému, a až potom získa výrobok svoj konečný tvar v súlade s projektom. .

Brúsenie Povrch kameňa umožňuje dosiahnuť vysoký stupeň hladkosti až do zrkadlového lesku (na tento účel sa používa plstený kruh, pod ktorý sa kvapká leštený prášok).

Nomenklatúra

Sortiment materiálov z prírodného kameňa zahŕňa bloky, kamene, dosky, architektonické a stavebné výrobky (rovinné a profilové).

Bloky s objemom minimálne 0,1 m 3 na zakladanie základov a stien, v závislosti od technológie ich spracovania sa vyrábajú štiepané, tesané, pílené.

Kamene rozmer 390*190*188; 490*240*188; 390*190*288 mm atď. sú svojím účelom podobné ako bloky.

Dosky do šírky 2000 mm, zvyčajne nie menšej ako šírky a s hrúbkou od 3 do 40 mm, používané na vonkajšie a vnútorné obklady. Veľkosti dosiek pre podlahové krytiny sú zvyčajne 300 x 300; 305 x 305; 400 x 400; 600 x 300 mm. Pre interiéry s vysokou premávkou je ich hrúbka minimálne 20 mm.

Architektonické a stavebné výrobky používa sa na vonkajšie a vnútorné obklady, schodiská, plošiny a ploty. Do tejto skupiny výrobkov patria základové dosky, rezané a štiepané, rezané a štiepané krycie dosky, rezané nášlapy, masívne rezané a štiepané schodíky, pravouhlé a zakrivené parapety, stĺpy, stĺpiky, portály, rímsové detaily, pásy, kordónový kameň, ozdobné gule.

stĺpik – relatívne nízko tvarovaný stĺp v tvare rotačného telesa. Ide o prvok oplotenia schodísk, terás, balkónov, ktorých horná časť je pokrytá zábradlím. Balustre sú vyrobené hlavne z mramoru.

Portály– profilové výrobky na rámovanie dverí, zvyčajne vyrobené zo žuly, gabra, labradoritu a iných magmatických hornín.

Detail rímsy- profilový výrobok vo forme ozdobného výstupku na vrchnej časti vonkajšieho obkladu stenového poľa, chrániaci ho pred vodou stekajúcou zo strechy. Získava sa vhodným spracovaním vyvrelých hornín.

Detail opasku- vodorovný vyčnievajúci prvok vonkajšieho obkladu, ktorý oddeľuje suterén od nadložnej steny. Na výrobu sa používajú dostatočne husté a odolné horniny.

Kordonový kameň– profilový výrobok vrchnej časti masívnej základne z hustých a odolných hornín.

Ozdobná guľa– produkt so sférickým profilom. Gule (pevné, ale častejšie kompozitné), vyrobené hlavne zo žuly, sa používajú pri navrhovaní fasád budov, fontán, nábreží a v krajinnej architektúre.

TO materiál na špeciálne účely zahŕňajú sutinový kameň (kusy nepravidelného tvaru nie väčšie ako 500 mm v najväčšom rozmere), drvený kameň (kusy do 150 mm z drvenej sutiny), dosky pre hydraulické konštrukcie vyrobené z vyvrelých a sedimentárnych hornín; dlažobné kocky v tvare kvádra, mierne sa smerom nadol zužujúce, z homogénnych jemnozrnných a strednozrnných vyvrelín na dláždenie ciest; bočné kamene do výšky 400 mm z hustých vyvrelých hornín na oddelenie cesty od chodníka; chodníkové dosky (často vyrobené z ruly) s hrúbkou najmenej 40 mm.

Vlastnosti

Berúc do úvahy vlastnosti minerálov, ich množstvo a povahu usporiadania, ako aj druh a umiestnenie cementačnej hmoty, rozlišujeme kryštalický, sklovitý, porfyrický a iné skalné štruktúry.

Pri určovaní charakteru kryštalickej štruktúry horniny sa zisťuje najmä zrnitosť. V závislosti od veľkosti majú tvrdé horniny (žula atď.) hrubozrnné štruktúry - viac ako 40 mm; stredne zrnité od 2 do 10 mm; jemnozrnné - do 2 mm. Prírodné kamene strednej tvrdosti (mramor a pod.) majú štruktúru so zrnitosťou väčšou ako 1 mm, ktorá sa považuje za hrubozrnnú; do 1 mm – stredne zrnité; do 0,25 mm - jemnozrnné.

Spôsoby ťažby a spracovania prírodného kameňa, jeho racionálne využitie v stavebníctve sú spojené predovšetkým s tvrdosť materiál.

Pri určovaní tvrdosti prírodných kameňov sa používa Mohsova stupnica, ktorá porovnáva ich tvrdosť s tvrdosťou určitých minerálov, usporiadaných v charakteristickom poradí, keď sa ich tvrdosť zvyšuje: mastenec, sadra, kalcit, kazivec, apatit, ortoklas, kremeň, topaz, korund, diamant.

Tvrdé prírodné kamene majú vyššiu pevnosť štruktúry v porovnaní s materiálmi strednej tvrdosti a mäkkými. V architektonickej a stavebnej praxi sa zvyčajne používajú horniny tvrdej alebo strednej tvrdosti.

Priemerná hustota materiálov z prírodného kameňa v závislosti od ich druhu sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 800... 3100 kg/m 3 .

Absorpcia vody tvrdé prírodné kamene sa spravidla pohybujú v rozmedzí 0,01 ... 5%; pre žulu a syenit - 0,1 ... 1%; gabro – 0,1…0,2 %; labradorit a teschenit – 0,2 ... 1 %; diabáza – 0,01 ... 0,2 %; kremenný porfýr – 0,1…5 %; čadič – 1…5 %. Nasiakavosť prírodných kameňov strednej tvrdosti je 0,1...40%, vrátane mramoru - 0,1...0,7%; vápenec – 0,5… 40 %; pieskovec – 0,2…2,5 %; tufy – 4...40 %.

Koeficient mäknutia týchto materiálov z prírodného kameňa strednej tvrdosti je spravidla minimálne 0,6.

Mrazuvzdornosť kamenných materiálov je pomerne vysoká. Tvrdé prírodné kamene (žula, diorit, syenit, gabro) vydržia 300 a viac cyklov laboratórnych testov; diabas, čadič – 50 alebo viac. Prírodné kamene strednej tvrdosti - viac ako 25 cyklov, mäkké - 15 cyklov a viac.

Pevnosť v ťahu pri lisovaní materiálov z prírodného kameňa sa v závislosti od tvrdosti udáva v tabuľky.9 .

Na stanovenie pevnosti v tlaku sa zvyčajne skúšajú vzorky vo forme kocky alebo valca, rezané alebo vyvŕtané z celého výrobku. Na testovanie relatívne veľkých blokov, ktorých výška je viac ako 1,5-násobok hrúbky, sa pripravia (narezané, vyvŕtané) dve vzorky: z horného a spodného okraja.

Odieranie má veľký význam predovšetkým pre materiály z prírodného kameňa, ktoré sa používajú na podlahové krytiny v rôznych verejných budovách. Rýchlosť oderu tvrdých materiálov je veľmi nízka – nie viac ako 0,5 g/cm2.

Trvanlivosť prírodné kamene sú spravidla spojené s ich tvrdosťou.