Главная  Свойства 

 

Глина — основное сырье для строительной керамики

 

Изделия, получаемые на основе гипсового вяжущего вещества, разделяют на гипсовые и гипсобетонные. Гипсовые изделия изготовляют из гипсового теста, иногда с минеральными или органическими добавками для улучшения технических свойств готовой продукции, гипсобетонные — из смеси с применением мелкозернистых (песчаных) и крупных неорганических пористых заполнителей: минеральных — шлака, ракушечника, туфового и пемзового заполнителей и других, или органических— древесных опилок, древесной шерсти, камыша и т. п.

 

Гипсовые и гипсобетонные изделия могут быть сплошные и пустотелые (объем пустот более 15%), армированные и неармирован-ные. По назначению их разделяют на панели и плиты перегородочные; листы обшивочные (гипсовая сухая штукатурка); камни стеновые; изделия перекрытий; теплоизоляционные материалы; архитектурно-декоративные детали.

 

Изготовление гипсовых и гипсобетонных изделий предусматривает все операции, присущие технологии ИСК, а именно: подготовку и дозирование составляющих материалов, приготовление гипсового теста или гипсобетонной смеси, формование изделий, освобождение их от форм и сушка с отвердеванием.

 

Бетоны на основе строительного гипса, благодаря ценным свойствам вяжущего вещества (быстрое твердение в обычных условиях и способность легко формоваться), относятся к весьма перспективным при изготовлении крупноразмерных элементов для сборного строительства. Они имеют низкую тепло- и звукопроводность (при относительно малой средней плотности), достаточную прочность, легко поддаются механической обработке и окрашиваются в различные цвета. Изделия, получаемые на основе гипсовых вяжущих веществ, имеют среднюю плотность 800—1100 кг/м3 (гипсовые) и 1200—1500 кг/м3 (гипсобетонные), а предел прочности при сжатии до 10 МПа. Прочность гипсовых и гипсобетонных изделий зависит от активности гипсового вяжущего вещества а- или {3-модифика-ций, водогипсового отношения, качества и количества заполнителей. При оптимальной структуре она может быть определена на разные виды напряжений по общим формулам прочности ИСК. Для снижения расхода вяжущего вещества и средней плотности изделий иногда при подготовке гипсового теста его смешивают с технической пеной или добавляют газообразующие вещества. В этих случаях получают пеногипсовые или газогипсовые изделия со средней плотностью до 800 кг/м К недостаткам изделий из гипса и гипсобетона следует отнести низкую водостойкость, гигроскопичность, хрупкость и малую прочность при изгибе. Такие изделия и конструкции нельзя применять в помещениях с влажностью воздуха более 60%. Существенного повышения водостойкости достигают путем использования гипсоцементно-пуццоланового вяжущего вещества (ГЦПВ).

 

Ниже рассмотрены основные разновидности продукции на основе гипсовых вяжущих веществ.

 

Гипсобетонные панели широко используют в строительстве для устройства перегородок, санитарно-технических кабин, оснований под полы и других деталей. Панели для самонесущих перегородок изготовляют из гипсобетона с пределом прочности при сжатии не менее 3,5 МПа и средней плотностью до 1400 кг/м Влажность гипсобетонных панелей при доставке потребителю не должна превышать 8—12%. В связи с этим технико-экономические показатели производства панелей в кассетах ниже по сравнению с изготовлением их способом непрерывного проката.

 

Гипсобетонные панели, армированные деревянной реечной арматурой, широко применяют для устройства ненесущих перегородок в жилых, общественных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных зданий. Они могут быть сплошными или с проемами для дверей и размерами «на комнату». Размер панелей перегородок по ширине обычно равен высоте этажа, а по длине соответствует длине или части длины комнаты (3 6 м) при толщине панели 60—120 мм. Готовые панели должны иметь гладкую поверхность, пригодную для окраски или оклейки обоями.

 

Гипсобетонные панели для устройства санитарно-технических кабин и вентиляционных коммуникаций жилых и промышленных зданий изготовляют из гипсобетона с пределом прочности при сжатии 5 о—7,0 МПа в высушенном до постоянной массы состоянии. Кроме того, подобные панели могут быть использованы для устройства пола под линолеум, мастичные полы, поливинилхлоридные плитки и др. Панели, изготовленные на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (0—70% полуводного гипса, 15—20% портландцемента и 10—25% активному минеральной добавки), выпускают толщиной не менее 50 мм и армируют деревянными каркасами. Они должны иметь предел прочности при сжатии не менее 7,0 МПа, а среднюю плотность —до 1300 кг/м3 (при влажности 10%). Применение гипсобетон-ных панелей в строительстве позволяет ускорить отделочные работы и снизить себестоимость устройства перегородок.

 

Эффективными являются гипсоволокнистые панели с применением в них волокнистых заполнителей в виде бумажной макулатуры, камыша, отходов текстильного производства, сечки соломы.

 

Экономически целесообразный метод производства панелей — изготовление их на прокатных станах с армированием деревянным реечным каркасом.

 

Шнековый укладчик прокатного стана подает на ранее уложенный каркас гипсобетонную массу и распределяет ее ровным слоем по ширине панели.

 

Разровненная гипсобетонная масса проходит между двумя резиновыми лентами, движущимися с одинаковой скоростью в одном направлении, и уплотняется калибрующими валками. Калибрующие валки, придающие панели окончательные размеры по толщине, не соприкасаются с уплотняемой массой, так как отделяются от нее движущимися резиновыми лентами. Отформованная панель поступает на обгонный рольганг 7 и за короткий промежуток времени отвердевает.

 

Далее рольгангом панель подается на кантователь 8, ставится в вертикальное положение и направляется в сушильную камеру. Панели сушат в течение 20—26 ч горячими газами при температуре теплоносителя ПО—130°С и после просушивания (до влажност 12%) транспортируют на строительную площадку или склад гото вой продукции.

 

Гипсобетонные панели могут изготовляться также в вертикаль ных формах-кассетах. Соответствующие установки позволяют осуществлять те же производственные операции, что и при изготовлении панелей на прокатных станах. Однако продолжительность цикла изготовления панели в кассетах составляет около 1 ч, а при непрерывном прокате — всего лишь 15—20 мин.

 

Гипсобетонные плиты изготовляют из гипсового теста или растворных и гипсобетонных смесей. Они могут быть сплошными и пустотелыми, размером 0,8 0,4 м при толщине 80—100 мм. Производство плит состоит из подготовки гипсовой массы, формования и высушивания изделия. Формование плит производят: методом литья гипсового теста, содержащего до 55—75% воды, в формы и уплотнения изделия вибрацией; методом прессования, при котором строительный гипс незначительно увлажняют водой и после заполнения им формы изделие прессуют. В этом случае достигается высокая прочность изделий и отпадает необходимость в сушке. Влажность изделий не должна быть более 8% при средней плотности 1000—1400 кг/м3.

 

Гипсобетонные плиты применяют для устройства перегородок и в качестве огнезащитной облицовки деревянных конструкций.

 

Листы гипсокартонные (сухая гипсовая штукатурка) представляют собой отделочный материал, состоящий из тонкого слоя затвердевшего гипсового теста с некоторым количеством в нем наполнителя и технической пены, оклеенного картоном. Картон как бы армирует гипсовое тесто (сердечник), повышает прочность изделия и позволяет вести отделку стены без особой подготовки. Пена уменьшает среднюю плотность гипсового сердечника до 900 кг/м3 и ниже.

 

При изготовлении сухой гипсовой штукатурки используют также различные добавки, которые вводят с целью регулирования сроков схватывания гипса, получения пористой структуры и лучшего сцепления гипсовой массы с картоном.

 

Гипсовые облицовочные листы изготовляют на прокатных конвейерных установках по следующей технологической схеме. Предварительно приготовленное гипсовое тесто поступает в мешалку и перемешивается с устойчивой технической пеной.

 

Полученный пеногипс выливают на лист картона, движущийся вместе с резиновой лентой конвейера, и покрывают сверху другим листом. После этого гипсовая масса, покрытая картоном, протягивается между формующими валиками, отстоящими друг от друга на расстоянии, равном толщине сухой штукатурки. Пройдя между формующими валиками, гипсокартонная лента вместе с конвейером продолжает двигаться к обрезному устройству и во время движения отвердевает. После отвердевания она разрезается на листы требуемой длины, которые затем поступают в многоярусные сушила. Просушенные обшивочные листы отправляют на склад готовой продукции.

 

Листы сухой гипсовой штукатурки выпускают длиной от 2,5 до 3,5 м, т. е. на всю высоту этажа облицовываемого помещения, шириной 1,2 и 1,3 м и толщиной 10 и 12 мм.

 

В настоящее время изготовляют также гипсоволокнистую сухую штукатурку, т. е. бескартонные гипсоволокнистые листы. Такие листы получают из гипсовой массы с органическими волокнистыми наполнителями, бумажной макулатурой, льняной кострой, измельченной древесиной и др. В состав гипсоволокнистых листов входит 90—95% строительного гипса, 5—10% волокнистых армирующих материалов и вода для образования гипсоволокнистой массы.

 

Гипсоволокнистые облицовочные листы по прочности не уступают сухой гипсовой штукатурке при значительно меньшей их себестоимости.

 

К облицовочным гипсовым листам предъявляются следующие технические требования. Предел прочности при изгибе должен быть не менее 3,2 МПа при толщине образца 12 мм и 2,7 МПа при толщине 10 мм. Влажность плит не должна превышать 1—2% по массе.

 

Гипсовые облицовочные листы применяют для обшивки внутренних стен перегородок и потолков промышленных и гражданских зданий с относительной влажностью воздуха не более 60%. Их крепят к облицуемой поверхности специальными мастиками, приготовленными на битумной, казеиновой или гипсовой основах.

 

Гипсобетонные камни для наружных стен изготовляют сплошными и пустотелыми. Такие камни могут быть использованы для кладки стен неответственных зданий. По пределу прочности при сжатии в высушенном состоянии гипсобетонные камни делят на марки 35, 50 и 75 (3,5—7,5 МПа).

 

Могут изготовляться также на производстве гипсобетонные изделия для перекрытий: самонесущие плиты и несущие гипсобетонные камни. Эти изделия выпускают как сплошными, так и пустотелыми, армированными и неармированными, с каркасом и без каркаса. Гипсобетонные изделия применяют в качестве вкладышей и для заполнения часторебристых панелей перекрытий в жилых и подсобных зданиях и неответственных сооружениях.

 

Глины состоят из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) частиц глинистых минералов, образовавшихся главным образом в процессах химического выветривания магматических и некоторых других пород. Пригодность глин для производства керамических изделий оценивается их химическим и минеральным составами и свойствами.

 

Часто присутствует БегОз (0—7%). Встречаются в глинах и другие соединения, например ТЮг, MgO, карбонаты Са и Mg, органические примеси. В каолинитовых глинах содержание глинозема и кремнезема почти одинаково, тогда как в монтмориллонитовых и магнезиальных возрастает количество кремнезема за счет снижения содержания глинозема. Резкое возрастание кремнезема обычно обусловливается присутствием песчаной примеси в глинах. С увеличением содержания АЬОз повышаются пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания кремнезема пластичность глины снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обо» жженных изделий. Присутствие оксидов железа (и закиси) тонкодис» персных карбонатов СаСОз и MgCCh снижает огнеупорность глин, увеличивая усадку изделий. Наличие в глине щелочей ухудшает формуемость изделий, понижает огнеупорность и вызывает появление белых выцветов на изделиях.

 

Для производства строительной керамики применяют глины как относительно пластичный компонент и добавочные вещества — непластичные компоненты сырьевой смеси. Глина является главным структурообразующим веществом, создающим при обжиге изделий микро- и макроструктуру керамического конгломерата в виде различных изделий. Добавочные вещества вводят в глину (смеси) с целью повышения или снижения ее пластичности, что важно при формовании изделий; для увеличения пористости легких керамических изделий (порообразующие добавки); для снижения температуры обжига изделий (легкоплавкие добавки, или плавни).

 

Пластичность — способность влажной глины под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после устранения давления. Ее можно увеличить вылеживанием глин на воздухе и снизить нагреванием (агрегированием тончайших частиц) или введением добавок, например кремнезема. К наиболее пластич-1 ным относятся монтмориллонитовые, а к наименее пластичным •—I каолинитовые глины. С увеличением частиц размером меньше! 0,001 мм пластичность глин возрастает.

 

Химический состав глин характеризуют обычно содержанием оксидов (в процентах по массе). Главными и обязательными оксидами, составляющими различные глины, являются кремнезем БЮг (от 40 до 70%) и глинозем АЬОз (от 15 до 35%). Постоянными компонентами глин являются также КгО и ИагО (вместе 1—15%), химически связанная НгО (около 5—15%).

 

Водопоглощаемость некоторых глин достигает больших количеств, причем вода проникает не только по трещинам и капиллярам, но и между слоями в кристаллической решетке некоторых минералов, раздвигая их с эффектом набухания глины до 40% и более.

 

Свойства глин имеют в керамическом производстве важное значение. Из физических свойств следует учитывать их пластичность, связующую способность, водопоглощаемость, воздушную и огневую усадки, огнеупорность, способность ионного обмена с окружающей средой и др.

 

Огнеупорность — важнейшее свойство глин выдерживать высокую температуру, не расплавляясь и не деформируясь.

 

Связующая способность глин выражается в том, что уплотненная влажная глина после высыхания не рассыпается, а сохраняет полученную форму, например изделия-сырца, для последующего обжига. Эта способность выражается также в том, что глина связывает зерна непластичных материалов, например песка или других минеральных крупных включений.

 

Химический состав оказывает влияние на температуру плавления глин. Температура плавления оксидов сравнительно высока: SiOz — П10°С, АЬОз — 2050°С, MgO — 2800°С, Fe203 — 1548°С, реО — 1380°С, ТЮг — 1700°С и т. д. В глинах, однако, практически мало имеется химически чистых оксидов. Они находятся в химических соединениях в виде минералов, а при повышенных температурах создают, кроме того, эвтектические смеси, которые значительно снижают температуру плавления глинистых масс.

 

Воздушная и огневая усадки отражают способность глин уменьшать объем при высыхании на воздухе или при обжиге. Большая усадка может нередко сопровождаться образованием трещин, если глину не «отощить», т. е. не добавить в нее кремнезем. Высокопластичные глины при высыхании дают до 10—15% воздушной усадки. При обжиге часть наиболее легкоплавких компонентов глины расплавляется, заполняя поры расплавом. Это приводит к сближению частиц и эффекту огневой усадки. Сумма воздушной и огневой усадок (полная усадка) колеблется до 18%.

 

Характерным свойством глин является их способность при обжиге превращаться в каменный материал.

 

Другой, более низкой является температура спекания глины, когда возникает заполнение пор расплавом, но без деформации изделия, а только с его уплотнением. Полностью спекшийся глиняный черепок имеет водопоглощаемость 2—5%. При нагревании выше температуры спекания количество расплава возрастает сверх объе пор и тогда наступает деформирование изделий с постепенным расплавлением всей массы. Интервал между температурами спекания и началом деформирования (оплавления) глины называется интервалом спекания (иногда — густоплавкостью). Чем больше этот интервал, тем спокойнее протекает обжиг и меньше опасность деформирования изделий при обжиге. Для получения плотного черепка необходимо, чтобы интервал спекания был не менее 100°С, для пористого — не менее 40—50°С. Огнеупорность зависит от химического и минерального составов глин. Присутствие каолинита всегда повышает степень огнеупорности, а даже небольшое количество в глине минералов — плавней — понижает температуру плавления.

 

Способность ионного обмена с окружающей средой относится к важному свойству глин. Особенно легко замещаются катионы Na+, К+, Са2+, Mg2+, NH4+, и анионы S042~, СГ, Р043~, N03K Следует отметить, что тенденцией к ионному обмену обладают практически все минералы, если они переведены в тонкодисперсное состояние, так как на обломанных краях кристалликов заряды некоторых элементов становятся незамещенными. Возникают и неуравновешенные свободные заряды, например при замене А13+ на Si4+ или Mg2+ на А13+, что также способствует ионному обмену. Замена катиона на другой приводит к изменению свойств глин — пластичности, водопроницаемости, густоплавкости и др.

 

Среди непластичных материалов, используемых в керамическом производстве в качестве добавок, — отощающие, выгорающие и плавни. К отощающим добавкам относятся кварцевые пески, пылевидный кварц (маршаллит), кремень, шамот (обожженная глина и затем измельченная в порошок), золы ТЭС и др. К выгорающим добавкам относятся древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и др., которые создают пористость после их выгорания при обжиге изделий и могут выполнять функции отощающей добавки (снижать пластичность). К плавням (флюсам) относят материалы, которые в процессе обжига взаимодейству-Ют с глинистым веществом с образованием более легкоплавких соединений, чем чистое глинистое вещество. Среди них — полевые пшаты, пегматит, мел, доломит, руды с содержанием оксидов железа и др. Иногда в глину вводят специальные добавки, например с целью повышения кислотостойкости — песчаные смеси, затворенные жидким стеклом, для окрашивания изделий — оксиды металлов, для улучшения качества кирпича — пирофосфаты и полифосфаты натрия, для вспучивания — кокс и др.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0069