Лицевой керамический кирпич

Оксид алюминия находится в глине в составе глинообразующих минералов и слюдянистых примесей. С повышением его содержания, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность.

Диоксид титана влияет на окраску изделий.

Оксид железа способствует образованию после обжига красноватого цвета изделиям. При его содержании более 3 % и наличии восстановительной среды оксид железа снижает температуру обжига изделий.

Присутствие частиц известняка размером 1–2 мм приводит при обжиге к образованию оксида кальция, который под влиянием влаги  воздуха гасится, увеличиваясь в  объеме («дутик»), а при большом  содержании даже к разрушению изделия. Присутствие в глине сульфата кальция – причина образования  на обожженных изделиях белых налетов.

Оксиды щелочных металлов находятся в глинах в составе слюд и полевых шпатов, а в примесях в виде растворимых солей. Являются плавнями, при сушке изделия мигрируют на поверхность, а после обжига спекаются, придавая ему большую прочность. Растворимые соли образуют на поверхности изделия белесоватый налет.

Органические примеси находятся чаще всего в коллоидном состоянии, связывают большое количество воды, повышают пластичность глин, а при сушке сырца являются причиной воздушной усадки и образования трещин. Органические примеси придают изделиям при обжиге более темный цвет. Эти примеси, химически связанная вода в водных кристаллогидратах и алюмосиликатах, а также карбонатов – удаляются из изделия при термической обработке.

Легкоплавкие  глины обычно состоят из нескольких минералов, преимущественно монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, а также  с примесью минералов каолинитовой группы. Глинистые породы на их основе отличаются высокой степенью дисперсности (<0,005 мм), пластичности, сильно набухают, высыхают медленно и наиболее чувствительны  к сушке и обжигу. Гидрослюдистые глины, содержащие K₂O×MgO×4Al₂O₃×7SiO₂×2Н₂О, отличаются средней дисперсностью и пластичностью. Каолинитовые глины, состоящие из минералов каолинита, диккита, накрита с одинаковым химическим составом Al₂O₃×2SiO₂×2H₂O, слабо набухают в воде, мало

чувствительны к сушке и обжигу.

По гранулометрическому  составу или распределению зерен в глинистой породе (% по массе) глины разделяют на:

• высокодисперсные с содержанием более 85% частиц размером менее 0,01 мм и более 60% частиц менее 0,001 мм;
• дисперсные с содержанием 40…85% частиц менее 0,01 мм и 20…60% частиц менее 0,001 мм;
• грубодисперсные, если соответственно тех же фракций менее 40% и менее 20%.

Чем более  дисперсно–глинистое сырье, тем  оно пластичнее.

По содержанию крупнозернистых включений размером более 0,5 мм различают группы глинистого сырья, (%):

• с низким их содержанием – не более 1,
• со средним – 1…5,
• с высоким – более 5.
• Мелкими считают включения менее 2 мм, средними – 2…5, крупными более 5 мм.

Сырье для  производства керамических материалов оценивается по следующим показателям:

• пластичности,
• связующей способности,
• чувствительности к сушке,
• воздушной усадке при сушке, огневой при обжиге,
• спекаемости и огнеупорности.

Пластичность  глин – их способность под воздействием внешних усилий принимать любую  форму без разрыва сплошности и сохранять ее после прекращения  этих усилий. Согласно ГОСТ 21216.1–81 пластичность глин характеризуется числом пластичности.

По степени  или числу пластичности глины  разделяют на:

• высокопластичные – более 25;
• среднепластичные– 15…25;

• умереннопластичные– 7…15;
• малопластичные – менее 7;
• непластичные.

Чем пластичнее глина, тем больше воды необходимо для  получения формовочной массы.

Влажность массы составляет, %:

• из высокопластичных глин 25…30,
• из среднепластичных 20…25;
• и малопластичных 15…20.

Связующая способность глин определяет их возможность  сохранять пластичность при смешивании с непластичными материалами  и измеряется количеством нормального  песка (ГОСТ 6139–78), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7. В зависимости от способности  глин связывать то или иное количество нормального песка их разделяют  на:

• высокопластичные (60…80%);
• пластичные (20…60%);
• низкопластичные – тощие (20%);
• камнеподобные – сланцы, сухарные глины (не образуют теста).

Воздушной усадкой (линейной или объемной) глинистого сырья называют изменение линейных размеров или объема сформованных из него образцов при сушке.

Чувствительность  глины к сушке характеризуется коэффициентом чувствительности.

По степени  чувствительности к сушке глины  разделяют на следующие классы: глины  малой чувствительности; глины средней  чувствительности; глины высокочувствительные.

Огневой усадкой называют изменение линейных размеров высушенных изделий после  их обжига.

Спекаемость глин – их способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного тела (черепка). Классификация  глин по температуре спекания:

• низкотемпературная с температурой спекания до 1100°С, среднетемпературная соответственно 1100…1300°С;
• высокотемпературная свыше 1300°С.

Разность  между температурой спекания и началом  деформации (спекания) называют температурным  интервалом спекания. Интервал спекания глин, применяемых в кирпичном  производстве, обычно составляет 50…100°С. Керамические стеновые материалы пластического  формования обжигают при 900…980°С, а  полусухого на 50…100°С выше.

Огнеупорность глин – их свойство противостоять  не расплавляясь воздействию высоких  температур.

Глины делят  на:

• огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580°С,
• тугоплавкие –1350…1580°С;
• легкоплавкие – до 1350°С.

Кирпич–сырец  пластического прессования из трепелов и диатомитов обладает небольшой  воздушной и огневой усадками, выдерживает быструю сушку, однако в ряде случаев недостаточно морозостоек  и требует дополнительных технологических  мероприятий для устранения этого  недостатка, например при полусухом  прессовании обработку в стержневых смесителях.

Отходы углеобогащения. Отходы углеобогащения обладают недостаточно стабильными свойствами, но могут использоваться как основное сырье в производстве кирпича и керамических камней. Содержание оксидов в зависимости от месторождения,:

SiO₂ – 55…63%; А1₂О₃ – 17…23%; Fe₂O₃ + FeO – 3…11%; СаО до 3,8%.

Отходы  углеобогащения гравитационного процесса крупностью более 1 мм и флотационного  крупностью менее 1мм Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печерского, Экибастузского и других бассейнов относятся к группе с содержанием 60…70 % глинистых минералов.

Золы ТЭС . Золы ТЭС состоят в основном из кислого алюмосиликатного стекла, аморфизированного глинистого вещества, кварца, полевого шпата, муллита, магнетита, гематита и остатков топлива. По нормам допустимое содержание остатков горючих в золе–уносе ТЭС должно находиться, % от массы золы:

• бурых углей и сланцев менее 4,
• каменных углей 3…12,
• антрацита 15…25.

В производстве кирпича золу с удельной поверхностью 2000–3000см2/г используют в качестве основного сырья и в качестве отощающей и выгорающей добавки. В связи с повышенной влажностью и наличием шлака золу отвала перед  подачей в производство необходимо подсушивать в естественных условиях и измельчать шлаковые включения. Удельная теплота сгорания золы в зависимости  от содержания несгоревших частиц топлива 4200–12500 кДж/кг (1000–3008 ккал/кг). 8 глиняную массу вводят 15…45% золы ТЭС. Предпочтение следует отдавать золам с низким содержанием CaO+MgO и температурой размягчения  до 1200°С. Золы бурых углей вследствие низкого содержания несгоревших  частиц, а также высококальциевые золы не оказывают положительного влияния  на свойства керамической массы и  готовых изделий.

Корректирующие добавки . Корректирующие добавки. В глинистое сырье вводят отощители, пластификаторы, флюсующие (плавни), топливосодержащие, регулирующие высолы на его поверхности. В большинстве случаев введение добавки оказывает комплексное влияние.

Кварцевый песок – распространенный отощитель. При обычных температурах обжига изделий он не взаимодействует с  расплавом и тем самым способствует устойчивости изделий при сушке  и обжиге.

Древесные опилки армируют глиняную массу, улучшают формовочные свойства, повышают трещиностойкость при сушке, однако снижают прочность  изделий и повышают их водопоглощение. Более эффективно применять 5–10 % опилок в сочетании с минеральными отощителями.

Отвальные и гранулированные шлаки черной и цветной металлургии, топливные  шлаки снижают чувствительность сырца к сушке, повышают трещиностойкость и улучшают процесс обжига.

Пластифицирующие  добавки используют для придания малопластичному (тощему) глинистому сырью  необходимой формуемости, улучшения  сушильных свойств и получения  прочных изделий. В качестве пластифицирующих и одновременно обогащающих добавок  применяют высокопластичные, тонкодисперсные, огнеупорные или тугоплавкие  глины, отходы добычи и обогащения углей, бентонитовые глины, а также органические и ПАВ, электролиты. СДБ, технический  лигнин, триэтаисламин, введенные в  количестве 0,1…1% массы сухой глины  повышают пластичность сырья благодаря  образованию на поверхности глинистых  частиц адсорбционных пленок, играющих роль смазки. Наиболее эффективный  способ введения пластифицирующих добавок  – в виде шликера или суспензии  вместе с водой затворения.

Флюсующие добавки способствуют появлению  жидкой фазы при обжиге изделий при  более низких температурах в результате образования с компонентами основного  сырья низкотемпературных эвтектик. В качестве флюсующих добавок  используют тонкомолотый бой стекла, шлаки, пиритные огарки и др.

К окрашивающим добавкам относят тонкомолотые светложгущиеся глины, марганцевые, железные и фосфорные  руды, карбонатные породы и др. Подготовка добавок сводится к измельчению  или просеиванию их до заданного  зернового состава.

   Ангоб . Ангоб (франц. engobe), декоративное керамическое покрытие, наносимое на поверхность керамического изделия и закрывающее цвет или грубую структуру его материала. Различают Ангоб белые (из беложгущихся глин) и цветные (из глин с цветообразующими добавками). Ангоб был широко распространён в античном декоративном искусстве; в русском гончарном производстве известен под названием «побела». Ангоб применяется в производстве цветного кирпича и двухслойных фасадно–облицовочных изделий. Ангоб обычно наносится (т. н. ангобирование) пульверизацией или поливкой свежеотформованных высушенных или обожжённых изделий с последующим обжигом. Ангоб может быть покрыт слоем прозрачной глазури (стекловидное покрытие), росписью и т. д.

Назначение ангоба. Ангобы – непрозрачные покрытия с высоким содержанием глинистых веществ (комовая глина, каолин).

Во–первых, ангоб используют в качестве нерасплавляющегося (шероховатого, пористого...) покрытия, перекрывающего цвет подложки, на которую  оно нанесено, служащего для дальнейших операций глазурования или росписи  и глазурования. В этом смысле часто  под ангобом подразумевают нечто  вроде грунтовки.

Во–вторых, ангоб используют в качестве конечного  покрытия изделия, он придает им красивый "лощеный" вид, делает возможной  технику сграфитто. Такие ангобы называют покровными, реже ангобной глазурью (английский термин – slip glaze), а чрезвычайно  тонкодисперсные ангобы называют "терра  сигилятта".

В–третьих, ангобы применяют как простую  в использовании подглазурную краску, которой вдобавок можно создать  и рельефный рисунок. Популярность ангобов в этом качестве очень  высока.

Ангобы  должны быть хорошо подогнаны по составу  к конкретной массе, глазури и  условиям сушки и обжига во избежание  отслоений, обесцвечивания и т.д. Обычные  добавки – тонкомолотый кварцевый  песок (снижение усадки), комовая беложгущаяся глина (увеличение

Основные характеристики ангоба. Состав. Обычно ангобы содержат 50 и более процентов глинистой составляющей. Простейшие ангобы – та же глина, из которой сделан базовый черепок, с добавлением пигмента. Для уменьшения усадки ангобы могут содержать инертный наполнитель типа кварцевого песка. Для улучшения сцепления с черепком и повышения плотности покрытия – флюс.