Тема 2. Основні властивості матеріалів

Тема 1. ВСТУП

 

У підготовці спеціалістів будівництва курс “Будівельного матеріалознавства” досить важливий, бо, не знаючи властивостей будівельних матеріалів, не можна правильно спроектувати, побудувати і експлуатувати жодної будівлі чи споруди.

Курс “Будівельного матеріалознавства” – основа для вивчення таких дисциплін: технологія будівельного виробництва, будівельні конструкції, архітектура.

Капітальне будівництво – одна з найважливіших галузей господарства. Перед будівельниками стоїть завдання підвищувати ефективність будівництва. Цього можна досягти завдяки використанню прогресивних науково-технічних досягнень; скорочення витрат матеріальних ресурсів, паливно-енергетичних ресурсів, трудових ресурсів.

У повному обсязі будівельно-монтажних робіт вартість будівельних матеріалів становить 50…70%. Тому для здешевлення будівництва важливо вишукувати ефективні і дешеві матеріали.

У будівництві з давніх давен застосовують такі матеріали як камінь, дерево, пісок, глину, цемент, гіпс. Поряд з ними зараз популярні і нові сучасні матеріали на основі полімерів – полімербетони, склопластики, деревношаруваті пластики, скловолокнисті матеріали та інші. Завдяки новим будівельним матеріалам зростають можливості будівельної індустрії.

В Україні є достатня сировинна база для виготовлення ефективних будматеріалів. Крім того, сировиною є відходи промисловості, які в достатній мірі накопичились на території промислових підприємств України (відходи вугледобування та вуглезбагачення; теплової енергетики, хімічної промисловості, лісової та деревообробної промисловості, чорної та кольорової металургії, гірничодобувних галузей промисловості).

БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ – це речовини, різні за складом, структурою, формою та властивостями, які використовуються безпосередньо для зведення будівель та споруд або для виготовлення з них будівельних виробів. Найпростіші матеріали – пісок, глина, деревина, гравій, камінь.

БУДІВЕЛЬНІ ВИРОБИ – закінчені елементи, виготовлені з будівельних матеріалів; наприклад, блоки, панелі, цегла.

БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ – елементи будівель та споруд; наприклад, перекриття, стіна, покриття, підлога тощо.

Будівельні матеріали за своїм походженням бувають природними або штучними (отриманими внаслідок технологічної переробки природної сировини); за хімічним складом – органічними або неорганічними (мінеральними).

Якість будівельних матеріалів визначається за державними стандартами, технічними умовами, будівельними нормами та правилами та іншими нормативними документами, де викладено вимоги до будівельних матеріалів, методи визначення їх властивостей, транспортування, зберігання, основні вказівки щодо планувального та конструктивного проектування.

Для кращого вивчення будівельних матеріалів, їх систематизують, тобто класифікують за певними ознаками. Можна класифікувати за галуззю застосування; наприклад, покрівельні (черепиця, бляха, ґонт, азбестоцементні листи), стінові (камінь, цегла, блоки), оздоблювальні (емалі, керамічна плитка, плити з природного каміння). Доцільніше класифікувати матеріали за технологічними ознаками: матеріали з деревини, металеві вироби, природні камені, будівельна кераміка, розчини, теплоізоляційні матеріали тощо.

У Волинській області виготовляють багато будівельних матеріалів та виробів. У кар’єрах видобувають глину, пісок, вапняк, крейду. На заводах виготовляють силікатну та глиняну цеглу, бетонні ті залізобетонні вироби і конструкції, розчинові та бетонні суміші. Деревина теж є місцевою сировиною для виготовлення високоякісних столярних виробів, художнього паркету, ефективних композиційних матеріалів.

Для підвищення ефективності матеріалів варто знижувати їх об’ємну масу (зменшуючи тим самим транспортні витрати, вагу конструкцій, навантаження на фундамент, можливість укрупнювати конструкції тощо), нарощувати міцність, морозостійкість, водостійкість, довговічність.

 

Гідрофізичні властивості

Гігроскопічність – здатність матеріалу поглинати водяну пару з повітря. Її визначають як відношення маси гігроскопічної вологи до маси сухого матеріалу. Гігроскопічна волога буває адсорбційно зв’язана (утримується на поверхні пор сорбційними силами) та капілярною (перебуває у мікропорах матеріалу).

Капілярне всмоктування пористими матеріалами відбувається за рахунок підняття вологи по капілярах, коли частина конструкції чи матеріалу знаходиться у воді (наприклад, ґрунтові води при відсутності гідроізоляції зволожують надземну частину будівлі). Капілярне всмоктування характеризується висотою підняття вологи, об’ємом поглинутої води, інтенсивністю всмоктування.

Водопоглинання – здатність матеріалу всмоктувати і утримувати у собі вологу при безпосередньому контакті з водою. Розрізняють водопоглинання за масою та за об’ємом. Водопоглинання за масою це відношення маси поглинутої води до маси сухого матеріалу: , де т₂, т₁ – маси матеріалу, відповідно, у насиченому водою стані та у сухому стані. Водопоглинання за об’ємом характеризується ступенем заповнення пор матеріалу водою при повному насиченні і виражається відношенням об’єму поглинутої води до загального об’єму матеріалу у звичайному стані:

. Величини водопоглинання за об’ємом та за масою характеризують граничний випадок, коли матеріал не може більше всмоктувати вологу.

Коефіцієнт водопоглинання – це відношення об’єму поглинутої води до загального об’єму пор у матеріалі: .

Відношення водопоглинання за об’ємом до водопоглинання за масою чисельно дорівнює відносній густині матеріалу:

.

Водопоглинання за об’ємом називають уявною пористістю на відміну від дійсної пористості. Вода не проникає у закриті і дуже малі пори. Проте при кип’ятінні вода проникатиме у всі відкриті пори. Водопоглинання залежить від середньої густини матеріалу та характеру його пористості: для керамічної цегли – 8…20%, важкого бетону – 2…6%, вапняку – 1,5…3%, граніту – 0,02…0,7%. При насиченні матеріалу водою зростатиме середня густина матеріалу, збільшиться і теплопровідність матеріалу, проте зменшиться міцність та морозостійкість.

Водостійкість – це здатність матеріалу зберігати свою міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні. Водостійкість характеризується коефіцієнтом водостійкості (коефіцієнтом розм’якшення), що визначається відношенням міцності насиченого водою матеріалу R_н до його міцності у сухому стані R_c: . Водостійкі матеріали мають К_р ³ 0,8, а при К_р < 0,8 матеріали вважаються неводостійкими, тому їх не застосовують у місцях зі значною вологістю.

Вологість визначається вмістом вологи у порах і на поверхні пор матеріалу у звичайному стані за масою чи об’ємом, вимірюється у % (ця величина значно менша за водопоглинання): , де т₁ – маса вологого матеріалу, т – маса матеріалу у сухому стані. Вологість матеріалу залежить від вологості навколишнього середовища, атмосферних явищ (дощ, танення снігу). Із зволоженням погіршуються теплозахисні властивості матеріалу, знижується морозостійкість.

Вологовіддача – здатність матеріалу віддавати вологу зі зміною температури, вологості навколишнього середовища; характеризується інтенсивністю втрати вологи за добу при відносній вологості навколишнього повітря 60% і при температурі +20⁰С. Повітряно-сухий матеріал – це так звана вологова рівновага між показниками вологості матеріалу і навколишнього повітря.

Вологопроникність – здатність матеріалу пропускати крізь себе воду при певному гідростатичному тиску; характеризується коефіцієнтом фільтрації К_ф і залежить від щільності матеріалу, будови. Деякі матеріали (скло, пінополістирол) мають К_ф = 1. Коефіцієнт фільтрації – дуже важливий показник для матеріалів гідротехнічних споруд, резервуарів, систем водопостачання і водовідведення, покрівельних матеріалів, гідроізоляційних матеріалів.

Гідрофільність – здатність матеріалу зв’язувати воду і змочуватися.

Гідрофобність – здатність матеріалу не змочуватися водою (парафін, оливи, бітум тощо). Певним матеріалам надають гідрофобності за допомогою спеціальних водовідштовхувальних покриттів (гідрофобізація), що сприяє підвищенню водонепроникності, водо- і морозостійкості, довговічності.

Вологові деформації – здатність матеріалу змінювати свій об’єм зі зміною вологості. Набухання – збільшення об’єму при зволоженні (деревина, глина). Усадка – зменшення в об’ємі та за розмірами при зниженні вологості. Внаслідок нерівномірного висихання утворюються усадочні тріщини.

Морозостійкість – здатність матеріалу у насиченому водою стані витримувати багаторазове навперемінне заморожування та відтавання без зниження міцності при стиску до 15% і втрати маси до 5%. Морозостійкість характеризується марками – оптимальним числом циклів заморожування-відтавання, які витримує випробуваний матеріал. Позначається F. Наприклад керамічна цегла може мати морозостійкість марок F15, F25, F35, F50, дорожній бетон F50…F200, гідротехнічний бетон F500. Від морозостійкості залежить міцність та довговічність матеріалу у конструкції. Найбільшу морозостійкість мають матеріали з низьким водопоглинанням, однорідні за структурою.

 

Теплофізичні властивості

Теплопровідність – здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої при наявності різниці температур на цих поверхнях; характеризується коефіцієнтом теплопровідності l, що визначається за формулою: , [Вт/(мК)], де q – поверхнева густина теплового потоку [Вт/м²]; d - товщина матеріалу, [м]; DT - різниця температур на ділянці завтовшки d, [К]. Коефіцієнт теплопровідності залежить від ступеня пористості та характеру пор, структури, вологості, температури, виду матеріалу. Найменша теплопровідність для повітря - l=0,023Вт/(мК), а для води l=0,58Вт/(мК), цим і пояснюється більша теплопровідність вологих матеріалів. Для мінеральних матеріалів, маючи їх відносну густину d, можна визначити коефіцієнт теплопровідності за емпіричною формулою В.П.Некрасова . Теплопровідність – один з найважливіших показників, що характеризують теплозахисні властивості матеріалів.

Для огороджуючих конструкцій важливою характеристикою є термічний опір, що для одношарової конструкції визначається за формулою: , [м²К/Вт], де d - товщина шару, [м]; l - коефіцієнт теплопровідності даного матеріалу, [Вт/(мК)]. У випадку багатошарових конструкцій загальний термічний опір визначається як сума термічних опорів окремих шарів.

Теплоємність – здатність матеріалу поглинати теплоту під час нагрівання; характеризується питомою теплоємністю (коефіцієнтом теплоємності), тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на один градус. Теплоємність має велике значення при розрахунку огороджуючих конструкцій з метою збереження температури без різких коливань. Матеріали для огороджуючих конструкцій вибирають з невеликим коефіцієнтом теплопровідності та з вищою теплоємністю.

Теплостійкість – здатність матеріалу витримувати нагрівання до певної температури, меншої за температуру плавлення, без переходу в пластичний стан. Низьку теплостійкість мають бітуми (температура їх розм’якшення становить +45…90⁰С), полімери (в залежності від складу температура їх розм’якшення становить +80…180⁰С), для скла температура розм’якшення +750…900⁰С.

Термостійкість – здатність матеріалу витримувати навперемінне нагрівання та охолодження без руйнування. Залежить від ступеню однорідності матеріалу, від коефіцієнта температурного розширення. Термічно стійкі матеріали – шамот, базальт, клінкер, а нестійкі – кварц, скло, граніт.

Температурні деформації – здатність матеріалу під дією температур у процесі експлуатації змінювати свої розміри. Характеристикою температурних деформацій є температурний коефіцієнт лінійного розширення, що характеризує видовження 1м матеріалу під час нагрівання на 1⁰С.

Вогнестійкість – здатність матеріалу витримувати дію високих температур або відкритого вогню не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості матеріали поділяють на 3 групи: неспалимі, важко спалимі, спалимі. Неспалимі під дією вогню чи високих температур не горять, не тліють, не обвуглюються (мінеральні матеріали). Важко спалимі – під дією високих температур чи вогню злегка займаються, тліють та обвуглюються (мінерало-органічні матеріали – гідроізол, фіброліт, асфальтобетон), проте ці процеси припиняються, коли усувають джерело вогню. Спалимі – під дією високих температур займаються чи тліють, при усуненні джерела високої температури ці явища не припиняються (деревина, бітуми, полімери).

Вогнетривкість – здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур не деформуючись і не розплавляючись. Такі матеріали застосовують для печей, труб котелень тощо.

 

Фізико-хімічні властивості

Дисперсність характеризується ступенем тонкості помелу твердого тіла і оцінюється показником питомої поверхні. Дисперсні матеріали: цемент, гіпс, пігменти тощо. Питома поверхня – відношення сумарної поверхні всіх часточок до одиниці маси (кг/м²). Чим більша питома поверхня, тим вища активність матеріалу. Дисперсні матеріали можуть перебувати у різних середовищах – повітряному, рідкому, твердому – це так звані дисперсні системи. Дисперсні системи називають суспензіями, якщо частинки речовини розмірами до 0,1…1,0 мкм перебувають у рідині у зваженому стані і поступово осідають під дією власної ваги. Дисперсні системи називають колоїдними, якщо частинки їх мають розміри до 0,0001…0,01 мкм і вони не осідають під дією власної ваги.

В’язкість зумовлена внутрішнім тертям у рідині під час переміщення одного шару відносно іншого.

Пластичність мінерального тіста – здатність тістоподібної маси деформуватись без порушення суцільності під впливом механічних впливів. Мінеральне тісто – це висококонцентровані водні суспензії глини, вапна, цементу та інших дисперсних матеріалів.

Когезія – показник внутрішнього зчеплення матеріалу, зумовленого міжмолекулярними зв’язками

Адгезія – показник зовнішнього зчеплення матеріалів один з одним по поверхні їх контакту.

Здатність до твердіння – характерна для в’яжучих речовин. У робочому стані – це пластичне тісто, яке за певних умов переходить у твердий стан.

Здатність до емульгування – характеризується властивістю деяких матеріалів утворювати з водою рідкі дисперсії – емульсії (системи з двох незмішуваних рідин, одна з яких у вигляді найдрібніших краплин рівномірно розподілена в другій).

 

Хімічні властивості

Стійкість щодо дії мінералізованих середовищ (морських, ґрунтових, дренажних вод з високим вмістом розчинів солей) характеризується здатністю матеріалу працювати в таких середовищах без втрати міцності.

Кислотостійкість – здатність чинити опір дії кислот, характерна для матеріалів, що містять кремнезем.

Лугостійкість - здатність чинити опір дії лугів, характерна для матеріалів, що містять основні оксиди.

Токсичність – здатність матеріалу у процесі виготовлення та експлуатації за певних умов виділяти шкідливі для здоров’я людини отруйні речовини.

 

Технологічні властивості

Технологічність – здатність матеріалу сприймати різні види, прийоми, методи технологічної обробки.

Полірувальність – здатність матеріалу (граніт, мармур, базальт) сприймати обробку тонкими абразивними матеріалами.

Подрібнюваність - здатність матеріалу сприймати механічне подрібнення внаслідок переважно ударних навантажень або дії електричного струму, термічного удару, електрогідравлічного ефекту.

Абразивність характерна для твердих матеріалів (кварц, топаз, корунд, алмаз), які застосовуються для поверхневої обробки (шліфування, полірування) чи розпилювання інших матеріалів.

Формівність – характеризує здатність матеріалу набирати певної форми внаслідок різних механічних впливів (пресування, прокатування, вібрування).

Розшаровуваність – здатність пластичних матеріалів змінювати (погіршувати) однорідність будови при зберіганні, транспортуванні.

Злежуваність характерна для зернистих, порошкоподібних матеріалів, які при тривалому зберіганні здатні до грудкування, ущільнення, втрати сипкості.

 

Спеціальні властивості

Декоративність характеризується спеціальними естетичними властивостями облицювальних матеріалів (колір, блиск, рисунок, фактура).

Акустичні властивості – звукопоглинання, звукоізоляція, звукопроникність. Звукопоглинання – здатність матеріалу поглинати звукові хвилі, що падають на нього. Оцінюється коефіцієнтом звукопоглинання a =Е_погл./ Е_пад., який набуває значень від 0 до 1, тут Е_погл. – кількість поглинутої енергії; Е_пад. - загальна кількість звукової енергії, що падає на матеріал за одиницю часу. Звукопоглинальні матеріали мають значну відкриту пористість, причому ці пори розгалужені, сполучені між собою. Звукоізоляція – здатність матеріалу чинити опір проходженню звукових хвиль, характеризується ступенем зниження рівня звукового тиску внаслідок проходження звуку крізь конструкцію. Звукопроникність – здатність матеріалу пропускати крізь себе звукові хвилі.

Електропровідність – здатність матеріалу проводити крізь себе електричний струм, оцінюється питомою електропровідністю. Хорошу електропровідність мають метали, вологий бетон, волога деревина, ізоляційними є полімери, фарфор, скло, мармур.

Прозорість – здатність матеріалу пропускати світлові промені, забезпечує наскрізну видимість (віконне скло, органічне скло, плівки, склопластики).

Газопроникність може спостерігатися при наявності різниці тисків або температур по обидва боки матеріалу, тобто, коли відбувається рух газу (повітря) через пори, тріщини. Оцінюється коефіцієнтом газопроникності.

Радіаційна непроникність – здатність матеріалів бути захисним екраном від радіоактивних впливів (гідратні бетони, барит, лимонит, свинець, магнетит).

 

Експлуатаційні властивості

Атмосферостійкість – здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією атмосферних факторів (зміна температури, сонячне світло, опади, пил, газ).

Повітростійкість - здатність матеріалу витримувати багаторазове гігроскопічне зволоження та висушування, при яких не спостерігається деформацій, втрати міцності.

Біологічна стійкість - здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під впливом біологічних процесів (життєдіяльність мохів, лишайників, грибкових організмів).

Корозійна стійкість - здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від спільної дії різних факторів – атмосферних явищ, хімічних процесів, біологічного руйнування, забруднення.

Старіння – зміна у часі структури та якості матеріалу (поява тріщин, підвищення крихкості, зміна кольору, блиску).

Надійність поєднує такі характеристики: довговічність, безвідмовність, схоронність, ремонтопридатність. Довговічність - здатність матеріалу служити довгий час у конкретних умовах у встановленому режимі без втрати експлуатаційних властивостей. Є три ступені довговічності: 1 – 100 років і більше, 2 – 50 років і більше, 3 – 25 років і більше. Безвідмовність - здатність матеріалу зберігати працездатність протягом певного часу без вимушених перерв на ремонт. Ремонтопридатність здатність матеріалу чи виробу сприймати ремонт і налагодження, внаслідок якого якість виробу повертається. Характеристиками ремонтопридатності є час, вартість, трудозатрати. Схоронність - здатність матеріалу не втрачати якісних показників після зберігання і транспортування.

Гігієнічність - здатність матеріалу сприймати багаторазове чищення, миття, дезинфікування робочої поверхні без зниження якості. Гігієнічними є матеріали зі щільною, водонепроникною, міцною, стійкою поверхнею – керамічні глазуровані, скляні, емальовані матеріали.

Транспортабельність - здатність матеріалу без спеціальних пристосувань, тари завантажуватися, транспортуватися, розвантажуватися, причому, без порушення структурної цілісності, появи тріщин, відколів.

 

 

Тема 4. БУДІВЕЛЬНА КЕРАМІКА

 

1. Загальні відомості.
2. Сировина. Властивості глин, поняття про фізико-хімічні процеси, які відбуваються при сушінні та випалюванні глин.
3. Класифікація керамічних виробів, їх виготовлення, властивості та застосування.
4. Стінові керамічні матеріали. Оздоблювальні керамічні матеріали. Кераміка спеціального призначення.

Керамічні матеріали отримують з глинястих мас формуванням, сушінням, випалюванням. За структурою бувають пористими (черепок не спечений, водопоглинання 8…20% - стінові матеріали, дренажні труби) та щільними (черепок спечений, водопоглинання до 1…4% - плитки для підлоги, дорожня цегла). За призначенням поділяються на:

· стінові – цегла, блоки, керамічне каміння;

· оздоблювальні – плити і плитки для стін, підлог, фасадів, цоколю;

· покрівельні – черепиця;

· заповнювачі для легких бетонів – керамзит, аглопорит;

· сантехнічні вироби;

· кислототривкі вироби – цегла, плити, труби;

· дорожня цегла;

· вогнетриви.

Сировиною для виготовлення кераміки є різні глинясті породи, які утворилися внаслідок вивітрювання вивержених польовошпатних гірських порід і є природними водними алюмосилікатами, які при змішуванні з водою утворюють в’язко-пластичне тісто, яке після випалювання необоротно переходить у каменеподібний стан.

Основні мінерали:

· каолініт – Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O;

· монтморилоніт – Al₂O₃ 4SiO₂ 11H₂O;

· галуазит – Al₂O₃ 2SiO₂ 4H₂O.

У сировині можуть бути домішки, які суттєво впливають на властивості, це карбонати, оксиди заліза і кремнію, колоїдних органічних речовин. Для досягнення певних властивостей вводять спеціальні добавки:

· спіснювальні (для зменшення пластичності та усадки при сушінні і випалювання) – шамот, дегідратована глина, кварцовий пісок, доменний шлак, попіл;

· плавні (для зниження температури спікання та випалювання) – польовий шпат, залізна руда, доломіт, магнезит, тальк;

· пороутворювальні – при випалюванні виділяють газ (магнезит, доломіт, крейда) або вигоряють (тирса, зола, подрібнене вугілля);

· пластифікуючі (для покращення пластичності і формівності сировини) – високо пластичні бентонітові глини.

Для покращення декоративних властивостей, збільшення водостійкості керамічні вироби покривають глазур’ю чи ангобом. Глазур наносять (у сирому вигляді чи сплавлену у вигляді фрити) на поверхню виробу і випалюють до розплаву на поверхні. Компоненти глазурі – кварцовий пісок, каолін, польовий шпат, оксиди, солі лужних металів. Ангоб виготовляють з білої чи кольорової глини, наносять на поверхню, випалюють (поверхня матова).

 

Властивості сировини

Пластичність – основна властивість глини, залежить від гранулометричного складу, характеризується числом пластичності (високо пластичні при Пл понад 25%, середньо пластичні при Пл = 15…25%, помірно пластичні Пл = 7…15%, мало пластичні Пл до 7%).

Усадка – зменшення розмірів в процесі сушіння (повітряна усадка – 2…12%) та випалювання (вогнева усадка – 2…8%).

Вогнетривкість глин: “О” – вогнетривкі понад 1580⁰С, “Т” – тугоплавкі 1350…1580⁰С, “Л” – легкоплавкі до 1350⁰С.

Перехід глини у каменеподібний стан (на прикладі каолініту Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O):

· t > 100⁰C – випаровується вільна вода;

· t > 300⁰C – вигоряють органічні речовини;

· t > 450…600⁰C – виводиться хімічно зв’язана вода і утворюється безводний мета каолініт Al₂O₃ 2SiO₂;

· t > 700…800⁰C – розклад на два оксиди Al₂O₃ та SiO₂;

· t > 900⁰C – утворюється штучний мінерал – 3Al₂O₃ SiO₂ – муліт (глина стає каменем, тобто набуває водостійкості, міцності, термостійкості). Випалювання цегли завершене;

· t > 1000⁰C – відбувається ущільнення і злипання черепка, водопоглинання такого матеріалу знижується до 4%;

· t > 1200⁰C –глина на поверхні плавиться, виріб деформується.

 

Технологія виготовлення

Основні етапи:

1. Видобування сировини – у кар’єрах, в основному відкритим способом – екскаваторами.

2. Підготовка сировини – руйнування природної структури глин на дезінтеграторних вальцях, бігунах; введення добавок, зволоження до потрібної формівної вологості (у глинозмішувачах).

3. Формування виробу (сирець) виконують пластичним способом (на стрічкових вакуумних чи безвакуумних пресах), напівсухим (на гідравлічних чи механічних пресах) чи мокрим (шлікерним).

4. Висушування сформованих виробів у тунельних сушарках безперервної дії.

5. Випалювання у автоматичних тунельних печах.

6. Обробка та пакування.

 

Рис. 3. Технологічна схема виготовлення керамічної цегли:

1 – багатоковшовий екскаватор з вагонетками для транспортування сировини; 2 – ящиковий дозатор; 3 – бігуни; 4 – змішувач; 5 – прес-екструдер з різальним апаратом; 6 – вагонетка-платформа з укладеним сирцем; 7 – тунельна сушарка; 8 – поворотне коло вузькоколійки; 9 – тунельна піч;

10 – склад готових виробів; 11 – транспортування виробів у контейнерах

Стінові матеріали та вироби

Цегла (суцільна та порожниста) – застосовують для мурування зовнішніх та внутрішніх стін. Стандартні розміри 250х120х65мм, є ще потовщена, модульна. За міцністю поділяється на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300. За морозостійкістю F15, 25, 35, 50. Порожниста цегла дає змогу зекономити сировину, знизити товщину стін, полегшити конструкцію, покращити теплоізоляцію тощо, проте її не застосовують для зведення фундаментів, цоколів, стін у вологих приміщеннях.

Керамічне каміння (має ті ж властивості) виготовляють порожнистим, розміри 250х120х138мм, 250х250х120 та ін.

Збірні панелі для зовнішніх та внутрішніх стін, керамічні блоки виготовляють у заводських умовах. Це прискорює процес будівництва, зменшує трудозатрати. Панелі виконують розмірами на кімнату, влаштовують теплоізоляційний шар (для панелей зовнішніх стін), армують спеціальними сітками чи каркасами, поверхню оздоблюють.

 

Плитки для внутрішніх робіт

Плитки для стін – бувають майолікові та фаянсові. Товщина до 6 мм, форма, забарвлення та розміри – різні.

Плитки для підлог – глазуровані та неглазуровані. Товщина до 8…13 мм. Мають високу щільність, низьку стиранність, високу ударну в’язкість, водопоглинання до 5%. Виготовляють з тугоплавких чи вогнетривких глин.

 

Спеціальні вироби

Черепиця – пазова, плоска, хвиляста, конькова тощо. Морозостійкість F35 і вище, водопоглинання до 6%. Виготовляють з легкоплавких глин.

 

 

Рис. 4. Схема виготовлення стрічкової черепиці: 1 – склад глини; 2 – грейфер; 3 – ящиковий подавач; 4 – конвеєр; 5 – дезінтеграторні вальці;

6 – бігуни; 7 – вальці тонкого помелу; 8 – стрічковий вакуум-прес; 9 –

різальний автомат; 10 – сушильні вагонетки; 11 – тунельна сушарка;

12 – пічна вагонетка; 13 – тунельна випалювальна піч

 

Клінкер – дорожня цегла, розміри 220х110х25, 220х110х78. Виготовляють з тугоплавких глин. Марки за міцністю 1000, 600, 400; за морозостійкістю F35, F50, F100. Застосовують для покриття підлог промислових будівель, облицювання каналізаційних колекторів, мостових опор.

Дренажні труби виготовляють з високопластичних глин. Форма їх циліндрична, 6-ти і 8-ми гранна, діаметром 25…250мм, завдовжки 333-500мм. Застосовують для меліорації, осушення, водовідведення.

Каналізаційні керамічні труби застосовують для безнапірної каналізаційної мережі побутових, дощових, промстоків. Виготовляють з тугоплавких і вогнетривких глин із знежирюючими добавками пластичним способом, покривають кислототривкою глазур’ю. Діаметр 150…600мм. Довжина 1000, 1500мм.

Кислототривкі вироби – цегла, плитки, труби – мають високу міцність (15…40МПа), кислототривкість до 96%, водопоглинання до 6%.

Сантехнічна кераміка – ванни, раковини, унітази, змивні бачки тощо, виготовляється шлікерним способом з біло випалюваних глин, глазурується.

Вогнетриви виготовляють з кремнеземистих, алюмосилікатних, магнезіальних, хромистих матеріалів для промислових печей, топок, агрегатів високих температур.

Керамзит – пористий гранульований матеріал ніздрюватої будови з закритими дрібними порами. Отримують випалюванням легкоплавкої глини з одночасним її спученням. Хороший заповнювач для легких бетонів, теплоізоляційний матеріал.

 

 

Види скла та скловироби

Листове віконне скло – найпоширеніший вид плоского скла. Випускають розмірами 2200х1600мм, завтовшки 2…6 мм. Світло пропускання 85…90% в залежності від товщини.

Візерунчасте скло виготовляють методом безперервного прокату. Візерунок з одного (світло пропускання не менше 75%) чи з обох боків (світло пропускання не менше 65%). Розміри скла завтовшки 3,5; 5мм - (600…1600)х(400…1200), завтовшки 6; 7мм - (1000…2500)х(800…1600).

Армоване скло отримують методом безперервного прокату з одночасним закачуванням всередину листа металевої сітки. Вогнестійкість до 1…3 годин. При руйнуванні арматурна сітка утримує осколки і вони не розлітаються. Світло пропускання не менше 60%. Розміри скла завтовшки 5,5; 6мм - (800…2000)х(400…1600). Застосовують для засклення ліхтарів верхнього світла, вікон, перегородок, огородження балконів, сходових кліток. Встановлюють скло на еластичних прокладках, з морозостійкої гуми, на нетверднучих мастиках.

Вітринне неполіроване скло виготовляють способом вертикального витягування. Світло пропускання понад 84%. Розміри скла завтовшки 6,5мм - (2200…3950)х(1950…2950).

Вітринне поліроване скло виготовляють флюат-способом. Світло пропускання понад 87%. Товщина 5,5; 6,5мм, розміри від 1380х1340 до 2950х2950.

Профільне будівельне скло (склопрофіліт) елементи швелерного та коробчатого перерізу. Формуються на горизонтальних прокатних установках у вигляді безкінечної стрічки, яку ріжуть на відрізки завдовжки 6 м. Застосовують для влаштування світло пропускаючих самонесучих стін, внутрішніх перегородок, прозорих плоских покрівель. Шви між склодеталями заповнюють герметиками.

Склоблоки – вироби, що складаються з двох пресованих напівблоків, зварених по периметру. Всередині блоку – розріджене повітря. Фактура різноманітна. Коефіцієнт теплопровідності становить 0,4 Вт/мК. Звукоізоляційна здатність 35…40дБ. Термостійкість 30…50⁰С, вогнестійкість 2…4 години. Є 3 види блоків – прямокутні, квадратні, кутові. Світло пропускання ³ 50…65%, для кольорових склоблоків 35…40%. Застосовують для створення світлопрозорих огороджень у житлових, промислових та громадських будівлях, для сходових кліток.

Склопакети – поєднуються 2 або 3 листи скла, герметично з’єднаних між собою по периметру. Порожнина заповнена сухим повітрям. Виготовляють з віконного, вітринного, візерунчастого та інших видів скла. Товщина 2…8 мм. Між стінками 15…20мм. Світло пропускання 30…70% в залежності від виду скла.

Дверні полотна – виготовляють з потовщеного полірованого, неполірованого, прокатного, візерунчастого скла після термообробки. Світло пропускання 60…84%. Розміри полотен 2600х1040х15 (20), 2400х900х10мм.

Скляна килимово-мозаїчна плитка – випускається методом безперервного прокату. Наклеюється лицьовим боком на допоміжний папір у вигляді килима. Поверхня плиток матова або глянцева. Розміри 15х15, 25х25, 30х30, товщина 3 – 5мм. Застосовують для оздоблення стінових панелей, внутрішнього оздоблення.

Облицювальна плитка – виготовляється з незабарвленого чи кольорового глушеного скла безперервним прокатуванням чи пресуванням розмірами 50х50 … 150х150мм, завтовшки 4, 5, 6мм. З відходів кольорового чи візерунчастого скла виготовляють емальовану плитку, розрізаючи його на формати 100х100 … 200х200 мм та покриваючи одну сторону емаллю. Випалювання при температурі 700…800⁰С, при якій емаль спікається зі склом. Для цих плиток характерна висока хімічна стійкість.

Стемаліт – листове скло різної фактури, одна сторона якого покрита глухими силікатними фарбами. Товщина 5…9мм. Виготовляють із загартованого неполірованого вітринного скла. Має високу стійкість щодо атмосферних впливів, постійний колір, високу міцність та термостійкість. Застосовують для зовнішніх та внутрішніх оздоблень будівель, для виготовлення багатошарових навісних панелей, для огородження сходових кліток, лоджій.

Смальта – кольорове глушене скло у вигляді невеликих шматків розмірами 130…150мм. Застосовують для виготовлення декоративних панно, мозаїки. Кріпиться до поверхні мастиками або цементними розчинами.

Скляні труби – застосовують для харчової, хімічної фармацевтичної промисловості. Вони прозорі, гігієнічні, гладка поверхня, хімічно стійкі. Виготовляють відцентровим методом чи методом горизонтального та вертикального витягування. Довжина труб 1500…3000мм, діаметр 40…200мм. Робочі температури 40…80⁰С.

Сигран – склокристалічний матеріал завтовшки 15 мм, виготовляють методом пресування скломаси у плитки. Поверхня сиграну імітує граніт. Лицьову поверхню полірують, шліфують.

Скляна крихта – зерна 0,4…10мм – застосовують для декоративного оздоблення фасадів громадських будівель.

Скловолокно витягують у вигляді тонких ниток із розплавленої скломаси. Кислотостійкість 95…98%, температуростійкість 600…1500⁰С.

 

Ситали

Ситали – це склокристалічний матеріал, отриманий зі скла в результаті повної або часткової його кристалізації. Колір – темний, коричневий, сірий; прозорі або глухі (непрозорі). Міцність при стиску 500МПа. Діелектрик, теплостійкий, хімічно стійкий довговічний. Виготовляється за тією ж технологією, що і скло, проте є ще додаткова термообробка скла у кристалізаторі (з аморфного стану скло переходить у склокристалічний стан). Застосовують ситали як облицювальний матеріал, для футерування резервуарів хімічної промисловості, виготовляють труби, покрівлі.

 

Шлакоситали

Шлакоситали – склокристалічний матеріал. Сировина (шихта) – гранульований доменний шлак, кварцовий пісок, каталізатор кристалізації. Технологія виготовлення: отримання шлакового скла; формування виробів; термообробка виробів для надання кристалічної будови. Міцність при стиску 600МПа. Стира