Курсовая работа: Керамические изделия для строительной промышленности

Курсовая работа: Керамические изделия для строительной промышленности

1. Введение

Керамика – это общее понятие, которое объединяет поликристаллические материалы, получаемые спеканием естественных глин и их смесей с минеральными примесями, а также окислов металлов и других тугоплавких соединений. Значительную часть этих материалов составляет строительная керамика.

Керамика известна человечеству из давних времен. Так, при раскопках в Мессопотамии были найдены керамические изделия, которые изготовлены около 15 тыс. лет до нашей эры. В Египте, начиная с 5 тысячелетия до нашей эры, керамика была промышленным изделием.

На территории нашей Отчизны керамика также издавна получила широкое распространение. Значительное количество керамических изделий были обнаружены при раскопках древних поселений возле Киева, которые относятся к периоду образования Киевской Руси.

В Украине есть большие залежи глинистого сырья, поэтому у керамической промышленности страны есть хорошее будущее. Отделочная и стенная керамика – традиционные для строительства в Украине :рядовой кирпич и керамические камни, лицевой кирпич и камни, фасадные плиты, терракотовые изделия, фаянсовые глазированные плитки, плитки для полов. Основное сегодняшнее направление ее развития – реконструкция и расширение действующих предприятий, внедрения высокопродуктивного технологического оборудования с учетом мирового опыта.

Керамические изделия по плотности можно условно разделить на две основные группы: пористые и плотные.

·  пористые керамические изделия впитывают более 5% по весу воды. В среднем водопоглощение пористых изделий составляет 8 - 20% по весу или 15 - 35% по объему.

·  плотные изделия характеризуются водопоглощением менее 5%. Чаще всего оно составляет 2 - 4% по весу или 4 - 8% по объему.

Сырьевые материалы, используемые для изготовления керамических изделий, можно подразделить на пластичные глинистые (каолины и глины) и отощающие (шамот, кварц, шлаки, выгорающие добавки). Для понижения температуры спекания в глину иногда добавляют плавни. Каолин и глины объединяют общим названием - глинистые материалы.

Глинистые материалы

Каолины. Каолины образовались в природе из полевых шпатов и других алюмосиликатов, не загрязненных окислами железа. Они состоят преимущественно из минерала каолинита. После обжига присущий им белый или почти белый цвет сохраняется.

Глины. Глинами называют осадочные породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического состава образовывать с водой пластичное тесто, которое после обжига превращается в водостойкое и прочное камневидное тело.

Состоят глины из тесной смеси различных минералов, среди которых наиболее распространенными являются каолинитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые. Представителями каолинитовых минералов являются каолинит и галлуазит. В монтмориллонитовую группу входят монтмориллонит, бейделлит и их железистые разновидности. Гидрослюды - в основном продукт разной степени гидратации слюд.

Наряду с этими минералами в глинах встречаются кварц, полевой шпат, серный колчедан, гидраты окислов железа и алюминия, карбонаты кальция и магния, соединения титана, ванадия. Такие примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонкораспределенный углекислый кальций и окислы железа понижают огнеупорность глин. Если в глине имеются крупные зерна и песчинки углекислого кальция, то при обжиге из них образуются более или менее крупные включения извести, которая на воздухе гидратируется с увеличением объема (дутики), что вызывает образование трещин или разрушение изделий. Соединения ванадия служат причиной появления зеленоватых налетов (выцветов) на кирпиче, что портит внешний вид фасадов.

Глины часто содержат также органические примеси. По отношению к действию высоких температур различают глины трех групп: огнеупорные (огнеупорность выше 1580'С), тугоплавкие (1350 - 1580'С) и легкоплавкие (ниже 1350'С). К огнеупорным относятся большей частью каолинитовые глины, содержащие мало механических примесей. Такие глины используют для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий. Тугоплавкие глины содержат окислы железа, кварцевый песок и другие примеси в значительно большем количестве, чем огнеупорные, и применяются для производства тугоплавкого, облицовочного и лицевого кирпича, плиток для полов и канализационных труб. Легкоплавкие глины наиболее разнообразны по минералогическому составу, содержат значительное количество примесей (кварцевого песка, окислов железа, известняка, органических веществ). Используют их в кирпичном и черепичном производствах, в производстве легких заполнителей и т. д.

В производстве искусственных обжиговых материалов можно применять также некоторые другие осадочные породы: диатомиты, трепелы и их уплотненные разновидности - опоки, а также сланцы в чистом виде и с примесью глин или парообразующих добавок.

В данной работе мы рассмотрим такие керамические изделия как плитка (кафель), черепица, кирпич, блоки.

2. Керамическая плитка, кафель

Керамические плитки различных типов производства и назначения представляют собой изделия, изготовленные из смеси глины разных сортов, с добавлением других натуральных компонентов, предварительно спрессованные под давлением около 500 кг/см2 и затем обожённые в печах при температуре от 1040 до 1300 ºС в зависимости от типа плитки.

О керамических плитках известно еще с античных времен. Археологи установили, что плитка существовала уже в 13 веке до н.э. в Древнем Египте. Мозаичными плитками были покрыты полы домов зажиточных жителей в Древней Греции и Риме.

Древние зодчие Месопотамии, Египта применяли керамику для украшения своих творений. Вавилонские ворота, построенные во время царя Навуходоносора (605–562 г.г. до н.э.), посвященные богини Иштар были покрыты синей глазурованной плиткой с изображениями львов и драконов. А в начале 17 века (1609 –1616 гг) в Стамбуле по распоряжению девятнадцатилетнего султана Ахмеда была построена мечеть. Внутри ее стены облицованы плиткой всех оттенков голубого и синего, за что соотечественники называли этот храм «Голубая мечеть». Эта плитка была изготовлена в мастерских Изника, которые славились ее производством на весь мир. На Руси керамика появилась и стала развиваться сравнительно недавно около десяти веков назад. В Европе художественная керамическая плитка стала популярна в XIV-XVII веках. А в середине XVIII века началось ее промышленное производство — открылась первая фабрика по выпуску плитки. Плитка, являясь одним из древнейших материалов, не выходит из моды и сегодня. Новые материалы для облицовки стен и полов не способны вытеснить плитку из наших домов, так как она обладает практически незаменимыми свойствами. Поговорим о них более подробно:

Свойства и характеристики керамической плитки

Разные люди в разных странах на протяжении тысячелетий делали керамическую плитку по неизменной классической технологии — глина, вода, глазурь, огонь. Керамическая плитка — изделие, изготовленное из смеси глины, кварцевого песка и других натуральных компонентов, спрессованное и обожженное при высоких температурах. Керамическая плитка может быть глазурованная, неглазурованная, глянцевая, матовая.

Укладка кафеля на полы и стены продолжает оставаться самым удобным и практичным способом оформления помещений. Это и традиционная отделка ванной или кухни, и все более популярное включение керамической плитки в интерьер жилых помещений - спален или гостиных, - и использование плитки для внешней облицовки стен, и, наконец, оформление керамикой и керамогранитом зданий общественного назначения.

·  Плитка, как и все керамические изделия (столовая посуда, сантехника, строительная керамика), производится из раствора глины с добавлением песка и других природных материалов, который формируется и обжигается при высоких температурах. Следовательно, это очень прочный материал. Если плитка правильно уложена, то предел ее прочности в 10–20 раз превосходит аналогичный предел для цемента или железобетона — может достигать 30 тысяч тонн на квадратный метр (!).

·  Высокий показатель жесткости позволяет керамической плитке не гнуться и не деформироваться даже при очень высоких нагрузках на разрыв. И чем она толще, тем выше этот показатель.

·  Этот материал обладает свойствами огнеупорности и огнестойкости, благодаря чему плитку можно использовать для облицовки печей и каминов. Она не горит, защищает облицованную поверхность, а при нагревании не выделяет ядовитых веществ.

·  Этот материал не подвергается разрушению при соприкосновении с химическими веществами (единственный враг — фтористо-водородная кислота).

·  При соприкосновении с керамической плиткой не возникает разряда статического электричества, как это бывает с синтетическими поверхностями (кавролин, линолеум).

·  Керамическая плитка обладает чрезвычайно низкой электропроводностью, что дополняет ее противопожарные свойства.

·  Керамическая плитка изготовлена из натуральных природных компонентов и безопасна для окружающей среды, а благодаря высокотемпературной обработке снижается риск выделения вредных веществ.

·  Керамическая плитка быстро вбирает и проводит тепло.

·  Это один из самых гигиеничных материалов, на котором не выживают вредные микроорганизмы.

·  Декоративные свойства керамической плитки.

Благодаря этим преимуществам керамическая плитка так популярна среди массового потребителя и является практически незаменимым материалом при строительстве или ремонте.

Область применения

Область применения керамической плитки чрезвычайно широка. Рассмотрим возможности применения различных видов керамической плитки

Помимо технического аспекта, – какой вид плитки и где применять, немаловажное значение имеет аспект эстетический. Эти две основные характеристики керамической плитки настолько существенны и взаимосвязаны, что часто это вызывает затруднение у заказчика с выбором конкретного материала. Ведь с одной стороны, хочется иметь красивую и оригинальную плитку, которая обладает техническими характеристиками, необходимыми для конкретного случая, и в тоже время вызывает недоумение настенная керамическая плитка для внутренних работ, применённая для облицовки крыльца на улице.

То есть при выборе нужно умело сочетать пожелания эстетического характера со знаниями технических особенностей понравившегося вида плитки.

Как выбрать плитку

При выборе плитки в первую очередь следует обратить внимание на пиктограммы - символы, нанесенные на упаковку.

Ступня на черном фоне - напольная плитка.

Кисть руки - плитка для стен.

Снежинка - морозоустойчивая плитка.

Ступня на заштрихованном фоне - повышенная износостойкость плитки.

Лепесток пламени с цифрой 1 или 2 - количество обжигов плитки.

Выбор керамической плитки огромен: от недорогого отечественного кафеля до изысканных коллекций керамики из Италии или Германии. Но как не растеряться в этом разнообразии?

Вот несколько советов, как выбрать плитку для внутренней облицовки.

Запомните - плитка плитке рознь.

Итак, Вам требуется плитка для внутренней облицовки. Не спешите с выбором.

Как бы ни понравился Вам рисунок или фактура плитки, при покупке нужно учесть массу других ее характеристик.

Важно знать, насколько приглянувшаяся Вам плитка соответствует уготованному предназначению.

Многообразие предлагаемого на нашем рынке кафеля практически безгранично, однако при этом Вы нигде не найдете универсального типа керамической плитки.Как же выбирать?Прежде всего - внимательно.

Обычно всю необходимую информацию можно получить, взглянув на упаковку плитки и уяснив значение размещенных на ней пиктограмм. Например, изображение ступни на черном фоне помещается на упаковках с напольной плиткой.

Рисунок кисти руки соответствует плитке для стен.

Снежинка обозначает морозоустойчивость.

Ступня на заштрихованном фоне - повышенную износостойкость.

Неоднократное повторение одного и того же значка говорит о высоком уровне того или иного показателя. Как правило, указанной информации бывает вполне достаточно, если покупатель четко представляет, какие именно свойства и характеристики плитки особенно важны в том помещении, которое будет ею отделано.

Не менее важно учитывать и конкретное место облицовки: пол, стены или их отдельные участки.

Технические характеристики и нормы для кафеля давно и подробно разрабатываются во многих странах мира. Существует несколько систем стандартов для керамической плитки, но наибольшее распространение и авторитет получили нормы UNI EN, разработанные Европейской комиссией стандартизации (СЕN) в Италии. Эти нормы действительны во всех странах Европы и принявших их не европейских странах.

Важнейшей технической характеристикой керамической плитки, без сомнения, является ее износостойкость или истираемость.
Со стандартами износостойкости, разработанными для напольной плитки, следует ознакомиться подробнее.

Согласно нормам UNI EN 154, в зависимости от назначения помещений и плотности движения в них, рекомендуется выбирать плитку соответствующего класса износостойкости. Всего выделяется 5 таких классов: PEI I, II, III, IV и V.

Плитку класса I следует применять в местах с небольшим движением, где не используется уличная обувь (обычно это ванные комнаты).

Плитка второго класса предназначена для участков движения небольшой плотности. Она используется в квартирах, коттеджах, семейных домах - однако не для кухонь, прихожих, лестниц и балконов.

Плиткой класса III можно отделывать полы в жилых помещениях, не имеющих непосредственного доступа с улицы, с движением средней интенсивности.

Кафель IV класса может использоваться и для общественных зданий.

И, наконец, плитка V класса истираемости пригодна для помещений с любой интенсивностью движения.

Но почему именно керамическая плитка? Ведь сегодня появилось немало других, вполне конкурентоспособных отделочных материалов. Однако по-прежнему кафельная плитка не имеет себе равных.

И дело не только во внешних ее достоинствах. Состояние окружающей среды и реалии существования в современном мире убеждают многих людей в необходимости выбирать "здоровые" материалы. В этом отношении у керамической плитки найдется очень немного конкурентов.

Само по себе сочетание естественных природных элементов - глины, воды и огня - уже вызывает доверие. Кроме того, в глазах потребителей керамическая плитка обладает длинным списком ценных преимуществ.

Она безопасна для окружающей среды, так как высокотемпературная обработка уменьшает риск выделения вредных веществ.

Ей не страшны пыль, бактерии, ведь мытье плитки не составляет большого труда.

Разнообразие - поистине бесконечно: современный рынок плитки позволяет найти кафель даже для самых узкоспециальных нужд.

Очень важно, что плитка обладает "иммунитетом" против электростатических полей, в связи с ее чрезвычайно низкой электропроводностью.

Очевидны и противопожарные достоинства плитки. И, наконец, еще один немалый плюс: немногие промышленные изделия могут, как керамика, похвастаться тем, что полностью соответствуют мировым экологическим нормам и стандартам.

Присутствие на упаковке двух одинаковых пиктограмм указывает на повышенное качество изделия.

Если плитка подбирается для квартиры или частного дома, то, как правило, может быть два варианта: плитка для ванной комнаты и плитка для кухни.

Пол подвергается достаточно интенсивному воздействию, поэтому в данном случае следует обратить внимание на твердость плитки, стойкость к химическим воздействиям и очищаемость. Будет нелишне заметить, что грязь более заметна на светлых поверхностях, чем на темных с неоднородным рисунком. Напольная плитка не должна быть скользкой, т.е. матовой, без глазури. Влага, принесенная с улицы, в сочетании с глянцевой напольной плиткой превратит последнюю в каток. Поэтому глянцевую плитку укладывать на пол крайне нежелательно.

Напольная плитка

В домах применяют износоустойчивую напольную плитку, гладкую или с рельефом (в любой обуви на таком полу не грозит случайное падение).

Напольная плитка внешне может имитировать мрамор, гранит и др. Рекомендуется для покрытия полов кухонь, прихожих, ванных комнат, также для облицовки стен ванных и кухонь.

Никакие другие известные материалы не смогли полностью заменить керамические плитки для облицовки полов, которые, кроме своей прочности, эстетики и легкости содержания в чистоте, имеют еще и то достоинство, что образуют экологическую и благоприятную для человека среду.

Новое модное решение - это комбинирование керамической плитки с различными материалами (стеклом, металлом, деревом). Используется также сочетание нескольких форматов, благодаря чему можно добиться интересного декоративного эффекта.

Преимущества керамической плитки: прочность; гигиеничность; легкость в уборке.

Плитка в ванной

Пол и стены ванной комнаты контактируют с химическими реагентами, оставляющими пятна. Это средства личной гигиены, косметика, моющие и чистящие средства. Поэтому в ванной комнате следует применять плитки с повышенной сопротивляемостью химическим веществам. Здесь требуется кафель с повышенными химическими характеристиками, низкой пористостью, хорошей кислотостойкостью и сопротивляемостью основаниям.

Эти свойства становятся еще более важными, если речь идет об облицовке бассейнов, где вода подвергается регулярным и разрушительным для кафеля химическим воздействиям. О таких свойствах в их максимальном выражении Вам скажет символ АА на упаковке.

Более низкая устойчивость к химическим воздействиям будет у плитки с символом А и далее по убыванию - В, С и Д, зато в ванной не так важна степень износостойкости плитки, особенно при облицовке стен.

Для облицовки полов рекомендуется применять плитки с классом истираемости 1 и 2.

Плитка на кухне

Для облицовки стен на кухне можно использовать плитку с невысокой прочностью, так как поверхность стен кухни мало подвергается механическим нагрузкам, но также как в ванной плитка должна быть стойкой к химическим веществам и иметь гладкую поверхность, так как продукты питания, масла и моющие средства оказывают на плитку повышенное химическое воздействие.

Но вот для пола на кухне рекомендуется использовать плитку с особо высокими прочностными механическими и химическими характеристиками, с низкой пористостью и износостойкостью не ниже 3 класса.

Плитка в коридорах

Для облицовки прихожих и коридоров в жилых помещениях рекомендуется применять плитку третьей и четвертой группы износостойкости. Непосредственно при входе в помещение следует использовать не глазурованную керамическую плитку, керамический гранит или натуральный камень.

Помимо этого для облицовки пола прихожих и коридоров следует использовать плитку с повышенными поверхностными характеристиками как твердость, стойкость к загрязнителям, химическим воздействиям, простота чистки.

Необходимо учесть возможные последствия других параметров таких, как цвет, "хроматическая структура" или блеск.

Плитка в общественных помещениях (в магазинах, кафе, отелях, и т.д.)

Для общественных помещений следует применять глазурованные или не глазурованные плитки с повышенным уровнем твердости, износоустойчивости (класс IV или V) ,сопротивляемости загрязнителям и химическому воздействию.

Плитка на пол (индустриальные серии)

Для полов промышленных предприятий следует выбирать плитку с уплотненной основой (низкой пористостью), поскольку она обладает повышенными механическими характеристиками, а также, что вполне вероятно, большей толщиной, так что предел прочности у подобного материала будет более высоким.

Плитки должны быть особо износоустойчивыми (4 и 5 класс, керамический гранит), а также обладать высокой сопротивляемостью химическим воздействиям. Их поверхность должна быть твердой и плотной - это необходимо, чтобы ограничить проникновение грязи и облегчить очистку и гигиеническую уборку.

В цехах, где есть большая опасность поскользнуться, необходимо настилать плитки с противоскользящей поверхностью (с соответствующими шипами и рифлением).

Да, в основном плитка используется как напольное покрытие или для отделки стен ванной комнаты, но плитка может использоваться и для наружных работ.

Все чаще плитки используются для обустройства веранд, парков, пешеходных переходов, станций метро, вокзалов, аэропортов. Здесь необходимо выбрать плитку с объявленной производителем и сертифицированной морозоустойчивостью. Обычно таковыми являются прессованные эмалированные плитки (одинарного обжига) с низкой водопоглощаемостью или не глазурованные плитки (керамический гранит), а также экструдированные плитки (клинкер, котто).

Теперь, когда четко известно, какие свойства плитки необходимы именно в Вашем случае, то перед окончательным выбором нужно обязательно проверить товар "на глаз и на ощупь".

Керамическая глазурованная и не глазурованная поверхность должна быть идеально ровной и гладкой, без трещин, сколов, инородных включений, выпуклостей или вогнутостей. Это можно проверить, приложив две плитки лицом друг к другу.

Края также должны быть ровными (проверяется аналогично).

Скользкость плитки лучше всего проверить опытным путем: капнуть воды и попробовать на ощупь. Естественно, если Вам нужна напольная плитка для жилого помещения (исключая пол в ванной), то потребуется плитка с более высоким сопротивлением к скольжению.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5