Велика міцність, значна довговічність, декоративність багатьох видів кераміки, а також поширеність в природі сировинних матеріалів зумовили широке застосування керамічних матеріалів і виробів в будівництві. У довговічності керамічних матеріалів можна переконатися на прикладі Московського Кремля, стіни якого складені майже 500 років тому.
Керамічні вироби по щільності можна умовно розділити на дві основні групи: пористі і щільні.
Пористі керамічні вироби вбирають більше 5% за вагою води. В середньому водопоглинання пористих виробів складає 8 - 20% за вагою або 15 - 35% за об'ємом.
Щільні вироби характеризуються водопоглинанням менше 5%. Найчастіше вона становить 2 - 4% за вагою або 4 - 8% за об'ємом.
За призначенням у будівництві розрізняють такі групи керамічних матеріалів і виробів:
- стінові матеріали (цегла глиняна звичайна, порожниста і легкий, камені керамічні пустотілі);
- покрівельні матеріали та матеріали для перекриттів (наприклад, композитна черепиця , керамічні пустотілі вироби);
- лицювальні матеріали для зовнішнього і внутрішнього облицювання (цегла і камені лицьові, плити керамічні фасадні, малогабаритні плитки);
- матеріали для підлоги (плитки);
- матеріали спеціального призначення (дорожні, санітарно-будівельні, хімічно стійкі, матеріали для підземних комунікацій, зокрема труби, теплоізоляційні, вогнетривкі та ін);
- заповнювачі для легких бетонів (керамзит, аглопорит).
Найбільшого розвитку досягли стінні матеріали, причому разом із загальним збільшенням обсягу виробництва особлива увага звернена на збільшення випуску ефективних виробів (саман і камені, керамічні блоки і панелі і т. д.). Передбачено також розширити виробництво фасадної кераміки, особливо для індустріальної обробки будівель, глазурованих плиток для внутрішнього облицювання, плиток для полови, каналізаційних і дренажних труб, санітарно-будівельних виробів, штучних пористих заповнювачів для бетонів.
СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ
Сировинні матеріали, які використовуються для виготовлення керамічних виробів, можна підрозділити на пластичні глинисті (каоліни і глини) і охляли (шамот, кварц, шлаки, вигоряючі добавки). Для зниження температури спікання в глину іноді додають плавні. Каолін та глини об'єднують загальною назвою - глинисті матеріали.
1. Глинисті матеріалиКаоліни. Каоліни утворилися в природі з польових шпатів і інших алюмосилікатів, не забруднених оксидами заліза. Вони складаються переважно з мінералу каолініту. Після випалу властивий їм білий або майже білий колір зберігається.
Глини. Глинами називають осадові породи, що представляють собою тонкоземлістие мінеральні маси, здатні незалежно від їх мінералогічного і хімічного складу утворювати з водою пластичне тісто, яке після випалу перетворюється на водостійке і міцне камневидное тіло.
Складаються глини з тісної суміші різних мінералів, серед яких найбільш поширеними є каолінітові, монтморіллонітовие і гідрослюдисті. Представниками каолінітові мінералів є каолініт і галлуазіт. В монтморіллонітовую групу входять монтморилоніт, бейделліт та їх залізисті різновиди. Гідрослюди - в основному продукт різного ступеня гідратації слюд.
Поряд з цими мінералами в глинах зустрічаються кварц, польовий шпат, сірчаний колчедан, гідрати оксидів заліза і алюмінію, карбонати кальцію і магнію, з'єднання титану, ванадію. Такі домішки впливають як на технологію керамічних виробів, так і на їх властивості. Наприклад, тонкораспределенний вуглекислий кальцій і оксиди заліза знижують вогнетривкість глин. Якщо в глині є крупні зерна і піщинки вуглекислого кальцію, то при випаленні з них утворюються більш менш крупні включення винищити, яка на повітрі гідратіруется зі збільшенням обсягу (дутики), що викликає утворення тріщин або руйнування виробів. З'єднання ванадію служать причиною появи зеленуватих нальотів (вицвітів) на цеглі, що псує зовнішній вигляд фасадів.
Глини часто містять також органічні домішки. По відношенню до дії високих температур розрізняють глини трьох груп: вогнетривкі (вогнетривкість вище 1580'С), тугоплавкі (1350 - 1580'С) і легкоплавкі (нижче 1350'С). До вогнетривким відносяться більшою частиною каолінітові глини, містять мало механічних домішок. Такі глини використовують для виробництва порцеляни, фаянсу і вогнетривких виробів. Тугоплавкі глини містять оксиди заліза, кварцовий пісок і інші домішки в значно більшій кількості, ніж вогнетривкі, і застосовуються для виробництва тугоплавкого, облицювального та лицьової цегли, плиток для полови і каналізаційних труб. Легкоплавкі глини найбільш різноманітні за мінералогічним складом, містять значну кількість домішок (кварцового піску, оксидів заліза, вапняку, органічних речовин). Використовують їх в цегляному і черепичному виробництвах, у виробництві легких заповнювачів і т. д.
У виробництві штучних випалювальних матеріалів можна застосовувати також деякі інші осадкові породи: діатоміти, трепели і їх ущільнені різновиди - опоки, а також сланці в чистому вигляді і з домішкою глин або пороутворюючих добавок.
2. Охляв МАТЕРІАЛИДля зменшення усадки при сушці і випаленні, а також для запобігання деформацій і тріщин в жирні пластичні глини вводять штучні або природні охляли матеріали.
В якості штучних отощающих матеріалів використовують дегідратованих глину і шамот, а також відходи виробництва (котельні і інші шлаки, золи, очажний залишки і т.д.). Дегідратованих глину отримують нагріванням звичайної глини приблизно до 600-700'С (при цій температурі вона втрачає властивість пластичності) і застосовують як отощітеля при виробництві грубої будівельної кераміки. Шамот виготовляють шляхом випалу вогнетривких або тугоплавких глин при температурах 1000 - 1400'С. Шамот є основною сировиною у виробництві вогнетривких шамотних виробів.
До природних отощающими матеріалів відносяться такі речовини, які нездатні в суміші з водою утворювати пластичну масу, наприклад кварцові піски, пилоподібний кварц.
Пороутворюючих матеріали. У виробництві виробів грубої будівельної кераміки, наприклад цегли, для отощенія маси, а також для отримання виробів, що володіють підвищеною пористістю і, отже, зниженою теплопровідністю, в сировинну масу вводять пороутворюючих добавки. Зазвичай застосовують органічні добавки, звані вигорає, - деревну тирсу, вугілля, торф'яну пил, та ін Вони вигоряють при випаленні виробів і утворюють пори.
Плавні. Введення в глину плавнів сприяє зниженню температури її спікання. До числа плавнів відносяться польові шпати, залізна руда, доломіт, магнезит, тальк і ін
