1. Будівельні матеріали із кераміки

Значну частину всіх будівельних матеріалів становить будівельна кераміка.

Кераміка – це загальне поняття, що об'єднує полікристалічні ма­теріали, які отримують спіканням природних глин і їх сумішей з міне­ральними домішками, а також оксидів металів та інших тугоплавких сполук.

Кераміка відома людству з далекої давнини. Так, при розкопках в Месопотамії були знайдені керамічні вироби, які виготовлені близько 15 тис. років до нашої ери. В Єгипті починаючи з 5 тисячоліття до на­шої ери кераміка була промисловим виробом.

На території України кераміка також здавна набула значного поши­рення. Велику кількість керамічних виробів було виявлено при роз­копках древніх поселень біля Києва, що відносяться до періоду утво­рення Київської Русі.

Цеглу і керамічні камені залежно від призначення виробляють ря­довими або личкувальними. Для виробництва такої продукції вико­ристовують однакові сировинні матеріали, хоча в останньому випадку вони підлягають більш ретельній попередній обробці. Лицьові по­верхні личкувальної цегли можуть бути гладкими, рифленими, офак-туреними, природного кольору або пофарбовані. Вони повинні мати не менше двох лицьових суміжних сторін. Різновидом лицьових ви­робів є фасонні. В цьому випадку лицьовими сторонами, окрім профільної, є ще прилеглі до неї верхня та нижня сторони на 1/3 дов­жини. Розміри звичайної цегли 250x120x65 мм, а розміри найпоши­реніших керамічних лицьових каменів 250x120x138 мм.

Цегла згідно з ДСТУ Б В.2.7-61-97 виробляється марок 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100 і 75. Цим маркам відповідають міцність на згин (відповідно повнотілої цегли пластичного формування пустотілої цег­ли напівсухого пресування) – 4.4/3.4; 3.9/2.9; 3.4/2.5; 3.1/2.5; 2.8/2.1; 2.5/1.9; 2.2/1.6; 1.8/1.4 МПа.

Як сировину для керамічних виробів використовують глини та до­даткові матеріали.

Глини – осадові незцементовані породи, які переважно складають­ся з глинистих мінералів. За фракційним складом це тонкодисперсні порошки, що вміщують більше половини часток розміром менше 0,01 мм, в тому числі не менше 25 % часток розміром до 0,001 мм.

Головними мінералами є мінерали групи каолініту (каолініт, діккіт, накріт), групи монтморилоніту (монтморилоніт, бейделіт, ілліт). Серед­ній склад глин за оксидами, %:

SіО, – 45 – 80; АlO₃ + ТiO₂ – 8 – 28; Fе₂O₃ – 2 – 15;

СаО – 0.5 – 25; МgO – 0 – 4; К₂O+Nа₂O – 0.3– 5;

втрати при випалюванні – 3 – 6 %.

Для виробництва будівельної кераміки, в тому числі і оздоблюваль­ної, важливою ознакою є температура плавлення глин, згідно з якою вони поділяються на легкоплавкі (до 1350 °С), тугоплавкі (до 1580 °С) і вогнетривкі (вище 1580 °С).

Найчастіше в будівельній кераміці використовують легкоплавкі глини, які мають досить різноманітний мінералогічний склад і вміщу­ють не більше 18 % глинозему і до 80 % кремнезему.

Глини характери­зуються пластичністю, тобто здатністю зберігати форму, яку виріб от­римав у вологому стані. За цією ознакою глини поділяють на високопластичні, середньопластичні, помірно пластичні, малопластичні і непластичні.

Додаткові матеріали при виробництві кераміки застосовуються для регулювання властивостей як сировинної маси, так і готової продукції. До них належать: поверхнево-активні речовини і високопластична глина, які покращують формувальні властивості маси; золи ТЕС, па­ливні і металургійні шлаки, вугілля, які покращують умови випалю­вання; шамот, дегідратована глина, тирса сприяють процесу сушіння; крім того вугілля, тирса є домішками, які випалюються, що зменшує щільність готового виробу; бій скла, піритні недогарки, залізна руда підвищують міцність і морозостійкість виробів; барвники, рідке скло, кухонна сіль покращують колір виробів, запобігають висолоутворенню, нейтралізують вапнякові включення.

Основними технологічними операціям при виготовленні кераміки є підготовка сировини, формування, сушіння сирцю і випалювання виробів.

Підготовка сировини включає грубий помел глини з одночасним вилученням кам'янистих включень, змішування глини з тирсою, висушеними відходами вуглезбагачення і доведення маси до формувальної вологості (18 – 25 %), тон­кий помел маси, вилежування маси з нас­тупним формуванням виробів, сушіння та випалювання.

Пластичне формування забезпечується застосуванням високопластичних глин або додаванням пластифікаторів.

Для пластичного формування використовують стрічкові преси – безвакуумні і вакуумні з продуктивністю 5 – 10 тис. шт. умовної цегли за годину. Такі преси забезпечують питомий тиск пресування до 1,6 МПа.

Сушіння здійснюється в сушильних агрегатах періодичної або безперервної дії. Після завершення процесу сушіння вироби подаються на випалю­вання

Мета випалювання – надання виробу водостійкості і необхідних фізико-механічних показників.