Керамический кирпич свойства: состав, виды, характеристики, достоинства и недостатки

Содержание

Основные характеристики керамического кирпича | ОАО «Голицынский керамический завод»

Керамический кирпич — распространенный строительный материал. Он широко применяется при возведении зданий, стен, перегородок и т. д. Объекты, построенные с его использованием, отличаются повышенными прочностными характеристиками, высокой надежностью и длительным эксплуатационным ресурсом.

Материал производится из керамической глины путем обжига увлажненной сырьевой массы. Полученная продукция может различаться по форме, цвету, стоимости и техническим свойствам. Последние зависят от назначения и типа кирпича (лицевой, клинкерный, облицовочный, декоративный, строительный, пустотелый или полнотелый).

Описание свойств

К основным характеристикам кирпича относят:

  • Плотность.Эта величина отображает массу материала на 1 м3. Чем она выше, тем ниже пористость. Средняя плотность полнотелой продукции составляет 1600–1900 кг/м3, пустотелой — от 1000 кг/м3.
  • Пористость.Показывает процентное содержание пор в структуре материала. Чем больше пористость, тем выше морозостойкость и теплоизоляция, однако ниже плотность. Для образования пор в глину добавляются различные компоненты, которые при обжиге выгорают, образуя небольшие пустоты (торф, уголь, опилки, измельченную солому).
  • Морозостойкость.Характеризует способность материала выдерживать некоторое количество циклов замораживания/оттаивания без разрушения структуры. Существуют различные марки морозостойкости (F15, F25, F100, F150). Чем выше — тем лучше.
  • Прочность.Речь идет о способности изделия противостоять механическим воздействиям. Показатели прочности определяются при проведении испытаний на сжатие, изгиб и напряжение. Чем больше этажность возводимого объекта и предполагаемые нагрузки, тем выше должна быть прочность. Керамические изделия премиум-класса имеют марки М175, М200 и выше.
  • Водопоглощение— это способность поглощать, а также удерживать влагу. Если этот показатель слишком велик, технические характеристики кирпича снижаются (возникает перенасыщенность материала водой).
  • Теплопроводность.Показывает способность передавать тепло при наличии разницы температур снаружи и внутри помещения. Напрямую зависит от пористости и пустотелости.

Ещё по теме:

Покупайте качественный керамический кирпич в ОАО «Голицынский Керамический Завод»!

Рекомендуем посмотреть:

Кирпич керамический ГОСТ: основные требования, характеристики

Керамический кирпич – это один из самых востребованных строительных материалов. Его удобная форма позволяет формировать конструкции любой сложности от обычных стен до изысканных арок и куполов. Чтобы строения получались прочными и выполняли свои задачи, керамический кирпич должен соответствовать ГОСТ. В этой статье мы разберемся в основных требованиях к этому материалу и его разновидностях.

Керамический кирпич: ГОСТ или ТУ?

Даже профессиональный строитель не всегда может определить качество кирпича. Между тем, оно может существенно различаться даже в рамках допустимых показателей. Соответственно, при покупке материала, необходимо тщательно изучить документы на него, ведь в зависимости от состава глины, дополнительных примесей, длительности и температуры обжига и других показателей свойства кирпича довольно значительно меняются.

Современные технические условия (ТУ) определяются сами производителем и заверяются в Роспотребнадзоре, который в этом случае следит, главным образом, за безопасностью продукции. В остальном показатели, вплоть до размеров, могут меняться по желании производителя, а значит, подобрать кирпич становится очень сложно.

ГОСТ (Государственный Отраслевой Стандарт) на керамический кирпич – другое дело. Он строго регламентирует все нюансы производства от выбора глины и примесей до правил транспортировки и хранения. Соответственно, покупая продукцию с сертификатом соответствия ГОСТ, Вы можете быть уверены в ее надлежащем качестве.

Современный ГОСТ на керамический кирпич

Сегодня производство керамического кирпича и камня регламентируется ГОСТ 530-2012 от 2013 года.

Этот документ определяет:

  • виды материала и его назначение;
  • внешний вид, размеры;
  • состав глины, виды и количество примесей;
  • плотность;
  • прочность на сжатие;
  • морозостойкость;
  • маркировку;
  • условия хранения и транспортировки.

Кроме того, в приложениях к ГОСТ указаны условия испытаний продукции, возможные повреждения и их допустимое количество, теплотехнические характеристики стандартных кладок.


Виды керамического кирпича по ГОСТ

В первую очередь кирпич различается по внешнему виду и назначению. Сегодня ГОСТ определяет следующие виды материала:


Размеры керамического кирпича по ГОСТ

Размеры кирпича также регламентируются ГОСТ, это дает возможность при необходимости покупать материал от разных производителей, не боясь, что он не подойдет из-за различий в габаритах.

Сегодня в ходу кирпич трех размеров:

  • одинарный (стандартный) – 250х120х65 мм, имеет маркировку 1 НФ;
  • полуторный (утолщенный) – 250х120х88 мм, маркирован 1,4 НФ;
  • двойной – 250х120х138 мм, маркировка 2,1 НФ.

Также некоторые производители выпускают так называемый евро-кирпич, имеющий размер 120х88х65 мм.

Основные свойства кирпича и их обозначение

Согласно ГОСТ, керамический кирпич должен обладать рядом физических свойств, данные о которых обязательно отражаются в маркировке изделия. На них необходимо ориентироваться при выборе материала для строительства.

Вот эти свойства:

  • прочность на сжатие – способность сопротивляться нагрузке, обозначается буквой М и числом после, для рядового кирпича составляет от М100 до М300, клинкерный может иметь прочность М1000;
  • морозостойкость – способность выдерживать циклы замораживания и размораживания без потери свойств, обозначается буквой F и минимальным числом циклов; для рядового керамического кирпича по ГОСТ этот показатель не должен быть меньше 25;
  • коэффициент теплопроводности – способность сохранять тепло, не выше 0,47 вт/мС для рядового кирпича;
  • средняя плотность изделия
    , во многом зависящая от вида кирпича;
  • водопоглощение – способность впитывать влагу (10-12% для рядового кирпича).

ГОСТ регламентирует и другие свойства керамического кирпича, например, паропроницаемость, звукоизоляцию и т.п.


Маркировка керамического кирпича по ГОСТ

Согласно стандарту, производитель обязан указать на упаковке с изделиями все основные их свойства в виде краткой маркировки

Минимальная информация это:

  • наименование производителя;
  • дату изготовления и номер партии;
  • количество изделий в упаковке;
  • размер и массу изделий;
  • вид изделий;
  • группу по теплопроводности.

При необходимости производитель может добавлять и другую информацию по своему усмотрению, но этот минимум должен присутствовать. Он позволит быстро сориентироваться при покупке кирпича и выбрать тот вид и класс, который оптимально подойдет для конкретной стройки.

Скачать документ: ГОСТ Кирпич и камень керамические (pdf, 207,88 Кб)

Характеристики, свойства, применение керамического кирпича |

7 января 2016      Бетон, кирпич, фасадные материалы

Кирпич считается наиболее древним материалом для выполнения строительных работ. По срокам его применения может сравниться, пожалуй, только традиционное дерево. Керамический кирпич до сих пор остается одним из самых используемых материалов при проведении кладочных работ. Главной сырьевой базой для его производства является глина. Различные добавочные компоненты придают этому виду материала разнообразные особенности.

Керамический кирпич может иметь гладкую или рифленую поверхность. Он используется для возведения наружных и внутренних стен.

На основании высоких показателей по твердости, устойчивости к воздействию влаги, выдерживанию пониженных температурных режимов и способности сохранять тепловую энергию, керамический кирпичный материал продолжает являться лидером среди огромного числа сегодняшних материалов, применяемых для организации кладочных работ. Его успешно используют при строительстве многоэтажных объектов, возводя из кирпича и несущие стены, и перегородки. Безоговорочным достоинством этого строительного сырья является экологическая чистота – применяются в производственном процессе компоненты натурального происхождения, не способные выделять вредные вещества.

Классификация кирпича

Виды и типы керамического кирпича

Кирпич принято считать искусственно созданным камнем, обладающим нужными геометрическими формами.

Сегодня весь кирпич можно распределить на три основных типа

  1. керамический;
  2. силикатный;
  3. гипперпрессованный.

Все они по техническим показателям разделяются на две группы – кирпич рядовой и для облицовочных видов работ.По структурным отличиям материал разделяют на полнотелый (цельный) или пустотелый (полый).

Размеры керамического кирпича

По размерам кирпич распределяется на три группы – одинарный (25 х 12 х 6,5), полуторный (25 х 12 х 8,8), камень (двойной – 25 х 12 х 13,8).

Методы производства керамического кирпича

Изготовители применяют два метода:

  1. прессование полусухого сырья;
  2. и наиболее известный, основанный на формовке пластической.

В первом производственном процессе исходное сырье формируется из глиняной массы, влажность которой колеблется от четырех до шестнадцати процентов. В основе метода заложено сильнейшее прессование с последующей термической обработкой. Главное преимущество этого способа – быстрота процесса и упрощенность механизмов, используемых в производстве.

По второму варианту масса глины более влажная, от двадцати трех до тридцати пяти процентов. Ее формовка выполняется при помощи ленточного пресса, после этого наступает процесс сушки и обжигания. Преимущество данного метода заключается в том, что появляется возможность изготавливать кирпичи разных размеров, форм и наличия в них пустотных участков. В отдельных случаях таким производственным процессом повышается прочность и устойчивость к промерзаниям.

Основные качественные характеристики кирпича

Характеристики керамического кирпича

Обычный кирпич предназначен для монтажа стен снаружи и внутри объектов. Кирпич облицовочный применяется для кладочных работ по строительству стен внешнего предназначения. Тем не менее, кирпич для облицовочных работ вполне может отличаться рельефами своей поверхности – быть фасонным, угловым или полукруглым. Структура такого кирпича создается двух видов – полнотелая и пустотелая.

Значение плотности материала определяется его массой в объеме одного кубического метра. Оно обратно пропорционально пористости кирпича и считается основным признаком проводимости тепла таким материалом. Это значение зависит от вида кирпичного материала. Пористость считается показателем заполненности кирпичного тела порами в процентном соотношении. От такого характеризующего структуру отличия напрямую зависят значения прочности, морозоустойчивости, способности сохранять тепло. С целью создания хорошей пористости в исходное сырье добавляются опилки, торфяная крошка, измельченная солома, уголь. В процессе обжиговой обработки происходит полное выгорание этих компонентов, за счет которого и создаются пустотные участки. Отметим, что максимальный показатель прочности присущ кирпичу облицовочной группы, а минимальный – клинкерному материалу.

Видео: Керамический кирпич его плюсы и минусы

Показатель прочности выражается способностью кирпича выдерживать напряжение внутреннего характера и деформационные воздействия, не подвергаясь разрушениям. Значением прочности считается кодовое обозначение буквой «М» и цифрами, выражающее показатель нагрузки, которую способен выдержать кирпичный материал из керамики на каждый сантиметр площади поперечного сечения.

Морозостойкие качества проявляются в способности керамического кирпича переносить сменяющие друг друга явления заморозки и оттаивания при полной насыщенности влагой. Проводя обычные испытания, материал погружается на восемь часов в воду, затем на такой же промежуток времени — в камеру быстрой заморозки. Эти отрезки времени представляют собой один полный цикл. Такие испытания проводятся до того момента, пока подвергающийся проверке материал не начнет изменять свои показатели по массе, прочности и т. п. В этот момент испытательный процесс прерывается и выносится заключение об устойчивости к морозам. Значение данной характеристики маркируется буквой «F» и цифрами, соответствующими количеству проверочных циклов.

Поглощаемость влаги представляется свойством кирпича напитывать в себя воду, количество которой составляет определенный процент от массы сухого материала. Для его определения взвешивается кирпичная заготовка в сухом виде, после этого погружается в емкость с водой и выдерживается в ней тридцать восемь часов. По истечении этого времени проводится повторное взвешивание, определяется долевое соотношение к сухой массе. Полученное значение и будет считаться показателем поглощения влаги.

Способность проводить тепло сквозь материал, составляющий площадь, равную одному квадратному метру, за определенный временной интервал при определенном показателе температурного режима, называется тепловой проводимостью.

Этот кирпичный материал выгодно отличается от остальных видов, используемых для возведения стен. Он изготавливается из экологически неопасного сырья – глины. Одновременно с этим следует отметить, что цветовой оттенок кирпичин создается не за счет добавления специальных красящих компонентов, а от самого исходного материала.

Значительная степень прочности, которой обладает керамический кирпич, позволяет применять его в качестве основного материала, сочетая с кирпичом обычным.

Видео: СТРОИТЕЛЬНЫЙ КИРПИЧ И ЕГО ВИДЫ, СВОЙСТВА, МАРКИ, ПРИМЕНЕНИЕ

Низкий показатель проведения тепла, особенно проявляющийся в период холодов, сохраняет значительное количество тепловой энергии. Зато в летний сезон внутри объектов из такого материала сохраняется приятная организму прохлада.

Относительно малый удельный вес каждой кирпича придает определенные удобства в строительных работах.

Подвергаясь проверке на устойчивость к перепадам температур, керамический кирпич способен выдержать не менее пятидесяти циклов тестирования. Керамический кирпич облицовочной группы не вызывает каких-то еще финансовых затрат на придание фасаду опрятного внешнего вида.

Применение обычного керамического кирпича

Полнотелый материал широко используется в создании такого рода конструкций, которые кроме своего основного веса будут находиться под воздействием дополнительных нагрузочных усилий. Этими сооружениями являются колонны несущего типа, внешние и внутренние простенки, столбы. Такой материал в обязательном порядке обязательно отличается высокими показателями прочности, особенно при воздействиях на сжатие и изгиб. Но при этом следует принять во внимание, что такой материал меньше всего сохраняет тепло, поэтому при возведении стен следует предусмотреть вариант с дополнительным их утеплением.

Зато кирпич с пустотными местами подходит для строительства любых стенок в зданиях с малым количеством этажей, не подвергающихся существенным нагрузочным воздействиям. Им разрешается заполнять каркасные и перегородочные места. Объектов, имеющих большую этажность. Причем пустоты могут располагаться и горизонтально, и вертикально, отличаться различными формами. При этом необходимо принимать во внимание, что горизонтально размещенные пустоты несколько занижают показатели прочности кирпичного материала.

С точки зрения выгодности производства, пустотелый кирпич требует меньшего количества затрат. В его производстве основное сырье расходуется в меньших количествах, что уже само по себе создает экономию. А вот способность сохранять тепловую энергию у такого материала гораздо выше, и все это благодаря именно пустотным местам.

Керамический материал для облицовки фасадов

Дополнительно его называют фасадным или лицевым, подразумевая его назначение – облицовку внешних участков стен. Наиболее важным показателем для этой группы считается внешний вид, который складывается из равномерных оттенков цвета, отсутствия расслоений или трещин на поверхностях, гладкости граней и точности форм. Практически всегда такой материал производится пустотелым, поэтому он выгодно отличается способностью хранить тепло внутри помещения и противостоит температурным воздействиям.

Керамические материалы относятся к наиболее известным видам в строительстве. Универсальность и отменные эксплуатационные характеристики позволяют широко использовать такой кирпич в строительстве загородных домов.

Керамический кирпич: виды и применение

Керамический кирпич — один из двух основных видов кирпича, наряду с силикатным. Кирпич формуют из глины с применением различных добавок с последующим обжигом. Керамический кирпич имеет несколько разновидностей: строительный (рядовой, полнотелый), пустотелый, облицовочный (лицевой). Лицевой имеет несколько подвидов: фасадный, фасонный, фигурный, глазурованный, ангобированный. Фасадный кирпич бывает пустотелым и полнотелым, фасонный — строительным и облицовочным. По фактуре поверхности ложковой и тычковой граней изделия могут быть гладкими или рифлеными.

Существует два способа производства керамического кирпича: пластический и полусухого прессования. В первом случае глиняную массу влажностью 17-30% выдавливают из ленточного пресса, затем сушат и обжигают. Во втором сырец формируют из глины влажностью 8-10% сильным прессованием; такой материал не рекомендуют для строительства помещений с высокой влажностью.

Керамический кирпич применяется в строительстве практически везде: при закладке фундамента, возведении несущих стен и межкомнатных перегородок, при кладке печей и каминов, для облицовки зданий и внутренней отделки. Для тех частей, что непосредственно контактируют с открытым огнем, необходим шамотный (огнеупорный) кирпич, а для отделки берут «каминный» – аналог облицовочного фасонного. Клинкерным кирпичом мостят дорожки.

Технические характеристики керамического кирпича отражены в ГОСТ 7484-78 «Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия» и ГОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические. Технические условия». Вес кирпича в готовом, высушенном, состоянии не должен превышать 4,3 кг. Должны быть указаны характеристики морозостойкости (указывается литерой F с цифровым указанием). Норма прочности на сжатие зависит от типа строения. Указывается она литерой М и цифровым показателем. Чем больше здание, тем выше должна быть цифра.

Полнотелый кирпич – материал с малым объемом пустот (меньше 13%). Применяется для кладки внутренних и внешних стен, перегородок, а также для кладки ниже уровня гидроизоляции, возведения колонн, столбов и других конструкций, несущих помимо собственного веса дополнительную нагрузку. Материал отличается высокой прочностью на изгиб и на сжатие, морозостойкостью, но по своим теплозащитным качествам уступает многим другим строительным материалам.

Пористость определяет теплоизолирующие свойства, качество сцепления с кладочным раствором, а заодно и впитывание влаги при смене погоды. Водопоглощение обычного кирпича должно быть более 8%, на рынке присутствует материал, у которого эта величина достигает 20%. Сопротивление теплопередаче полнотелого кирпича невелико, поэтому наружные стены, полностью выложенные из этого материала, требуют дополнительного утепления.

Пустотелый кирпич применяют для кладки облегченных наружных стен малоэтажных зданий, перегородок, заполнения каркасов высотных и многоэтажных зданий. Его называют также щелевым, поризованным, он используется преимущественно для ненагруженных конструкций.

Отверстия в пустотелом кирпиче могут быть как сквозные, так и закрытые с одной стороны; по форме – круглые, квадратные, прямоугольные и овальные; по расположению – вертикальные и горизонтальные. Материал с горизонтальными отверстиями менее прочен.

За счет того, что пустоты составляют значительную часть объема (более 13%), на изготовление пустотелого кирпича уходит меньше сырья, чем на изготовление полнотелого. Отсюда – более низкая цена. Кроме того, замкнутые объемы сухого воздуха повышают теплоизолирующие свойства материала.Пустотелый тип кирпича легок и дает возможность снизить нагрузку на фундамент. Такой кирпич требует применения более пластичных кладочных растворов: они не проваливаются в пустоты кирпича. Для того, чтобы получить такой раствор, нужно использовать пластифицирующие добавки.

Малая ширина прорези, которую имеет пустотелый кирпич, дает возможность сохранить все полезные свойства, которыми обладает пустотелый кирпича, так как вероятность проникновения в нее кладочного раствора достаточно низкая. Соответственно, снижается вероятность образования мостиков холода. При увеличении количества пустот прочность кирпича уменьшается.

Для улучшения теплотехнических характеристик на этапе производства стараются добиться повышенной пористости сплошной части кирпича: при подготовке глины в нее добавляют торф, мелко нарезанную солому, опилки или уголь, которые при обжиге выгорают, образуя маленькие пустоты в глиняном массиве.

Облицовочный кирпич используют при облицовке зданий. Стандартные размеры у него такие же, как у рядового, – 250×120×65 мм. Некоторые производители предлагают фасадный кирпич уменьшенной ширины (85 мм вместо 120).

Лицевой кирпич чаще всего выпускается пустотелым, он выполняет декоративную функцию. Цветовая гамма материала – от светло-желтого до темно-красного. Затраты на кирпичную облицовку больше, чем на оштукатуривание, но при правильном выборе материала «керамический» фасад не потребует обновления гораздо дольше, чем штукатурка.

Фасадный кирпич – пустотелый, его теплотехнические характеристики достаточно высоки. По нормативам, облицовка обязана обладать хорошей морозостойкостью и внешним видом. Цвет должен быть ровным, грани – гладкими, формы – точными. Не допускается наличие трещин и расслоения поверхности.

Интересен облицовочный фактурный (рельефный) кирпич. Его ложковая и тычковая поверхности имеют рисунок. Это может быть просто повторяющийся вдавленный рельеф, а может быть и обработка под «мрамор», «дерево», «антик» (фактурный с потертыми или нарочито неровными гранями) – на выбор заказчика.

Фасонный кирпич называют фигурным. Отличительные признаки такого кирпича – скругленные углы и ребра, скошенные или криволинейные грани. Именно из таких элементов без особых сложностей возводят арки, круглые колонны, выполняют декор фасадов. Существуют специальные элементы для подоконника и карнизов. Подвид фасонного – лекальный кирпич, форма которого выполняется на заказ.

Для получения кирпича с блестящей цветной поверхностью на обожженную глину наносят глазурь (специальный легкоплавкий состав, в основе которого – перемолотое в порошок стекло), а затем проводят вторичный обжиг уже при более низкой температуре. После этого образуется стекловидный водонепроницаемый слой, обладающий хорошим сцеплением с основной массой и, как следствие, повышенной морозостойкостью. Глазурованный кирпич позволяет выкладывать мозаичные панно как в помещении, так и со стороны улицы.

При производстве ангобированного кирпича цветной состав наносят на высушенный сырец и обжигают один раз. Ангоб состоит из белой или окрашенной красителями глины, доведенной до жидкой консистенции. Если температура обжига подобрана правильно, он дает непрозрачный, ровный слой матового цвета. Глазурованный и ангобированный кирпич применяют при оригинальной дизайнерской облицовке внешних и внутренних стен.

Кирпич клинкерный применяют для облицовки цоколей, мощения дорог, улиц, дворов, полов в промышленных зданиях, облицовки фасадов.

Погруженный полностью в воду, клинкерный кирпич выдерживает от 50 циклов попеременного замораживания/оттаивания. Характеристики обеспечиваются большой плотностью кирпича, которая достигается благодаря использованию тугоплавких глин, которые обжигают до спекания при значительно более высоких температурах, чем принято при изготовлении обычного строительного кирпича.

Клинкер используют для облицовки фасадов – отделка долгое время не нуждается в ремонте, грязь и пыль практически не проникают в структуру поверхности. Недостаток один: в силу высокой плотности клинкер обладает повышенной теплопроводностью.

Чтобы избежать быстрого разрушения кладки, контактирующей с открытым огнем, необходим кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Его называют печным, огнеупорным и шамотным. Материал выдерживает температуры свыше 1600°C. Делают такой кирпич из шамота – огнеупорной глины. Шамотный кирпич может быть обычно, трапециедальной, клиновидной и арочной формы.

Одним из реальных источников появления брака керамического кирпича (трещин, половняка, отбитостей и сколов) является его некоректная транспортировка. Правильным способом является перевозка кирпича на поддонах.

Керамический кирпич является обжиговым материалом, имеющим неплохую атмосферостойкость и это допускает его приобретение впрок (в том числе и зимой). Хранение керамического кирпича желательно осуществлять под навесом (исключающим прямое попадание на него атмосферных осадков), в штабелях, с вентиляционными зазорами в кладке и проходами между штабелями.

Виды и характеристики кирпича, представленного на петербургском рынке

Самым распространенным кирпичом является общеизвестный красный или керамический кирпич, который получают путем обжига глин и их смесей. Еще порядка 10% рынка принадлежит силикатному кирпичу, полученному из застывшего в автоклаве известкового раствора.

Вне зависимости от материала, основные характеристики кирпичей едины. Это:

  • Прочность – основная характеристика кирпича – способность материала сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, не разрушаясь. Она обозначается М (марка) с соответствующим цифровым значением. Цифры показывают, какую нагрузку на 1 кв.см. может выдержать кирпич. В продаже чаще всего встречается кирпич марок М100, 125, 150, 175. Например, для строительства многоэтажных домов используют кирпич не ниже М150, а для дома в 2–3 этажа достаточно и кирпичей М100.
  • Морозостойкость – способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии, обозначается Мрз и измеряется в циклах. Во время стандартных испытаний кирпичи опускают в воду на 8 часов, потом помещают на 8 часов в морозильную камеру (это один цикл). И так до тех пор, пока кирпич не начнет менять свои характеристики (массу, прочность и т.п.). Тогда испытания останавливают и делают заключение о морозостойкости кирпича. Кирпич с более низким циклом обычно дешевле, но и эксплуатационные свойства его обычно ниже и годятся разве для южных широт. В нашем климате, рекомендуется использовать кирпич не менее Мрз 35.

По плотности тела кирпич делят на пустотелый и полнотелый. Чем больше пустот в кирпиче, тем он теплее и легче. Тепловые свойства кирпичу может также придать пористость самого материала, а внутренние поры способствуют лучшей изоляции звука. Развитие современной технологии направлено на создание поризированного (насыщенного порами) кирпича.

Классический размер кирпича 250х120х65 мм, его называют одинарным. Этот размер удобен для каменщика и кратен метру. Есть кирпич и большего размера – полуторный (его высота 88 мм), керамические камни двойного и многократно большего размера.

Цвет кирпича в основном зависит от состава глины. Большинство глин после обжига становятся «кирпичного» цвета, но есть глины, после обжига приобретают желтый, абрикосовый или белый цвет. Если в такую глину добавить пигментные добавки, то получится коричневый кирпич. Силикатный кирпич, исходно белый, окрасить путем внесения пигментов еще проще.

Рассмотрим виды, характеристики и назначение кирпичей подробнее.

Силикатный кирпич

По сути, силикатный кирпич представляет собой бруски из силикатного автоклавного бетона, имеющие форму и размеры кирпича. Он состоит примерно из 90% извести, 10% песка и небольшой доли добавок. Его достоинство в сравнении с керамическим – дешевизна, возможность обеспечить разнообразные оттенки. Недостатки: силикатный кирпич тяжел, не очень прочен, не водостоек, легко проводит тепло. Поэтому он уступает керамическому кирпичу в универсальности применения и используется только в кладке стен и перегородок, но не может применяться в фундаментах, цоколях, печах, каминах, трубах и других ответственных конструкциях.

Свойства силикатного кирпича регламентируются ГОСТ 379-79 «Кирпич и камни силикатные. Технические условия». Его основные характеристики:

  1. марка по прочности – М125, М150;
  2. марка по морозостойкости – F15, F25, F35;
  3. теплопроводность – 0,38–0,70 Вт/м°С.

Требования по размерам, качеству, геометрии и внешнему виду силикатного кирпича аналогичны требованиям, предъявляемым к керамическому кирпичу.

Соотношение силикатного и керамического кирпича составляет, соответственно, 15 и 85%. Единственным в нашем регионе производителем силикатного кирпича является ЗАО «Павловский завод Строительных Материалов». Современный ассортимент предприятия состоит как из традиционного белого полнотелого силикатного кирпича, так и из новых видов продукции (силикатный пустотелый кирпич, силикатные стеновые пустотелые блоки). С 1998 года предприятие выпускает фактурный кирпич «Антик»® (с эффектом каменной стены старого замка). С 1999 года – объемно окрашенный кирпич и кирпич с наполнителями, улучшающими его теплоизолирующие свойства. В июле 2003 года ЗАО «Павловский завод СМ» выпустил первую партию силикатного пустотелого кирпича. Среди главных достоинств нового продукта – вес изделия (благодаря 11 несквозным отверстиям кирпич весит всего 2,5 кг) и низкая теплопроводность.

Примеры современного силикатного кирпича производства «Павловского завода СМ»:

Кирпич окрашенный фактурный «антик»
Геометрические размеры: 250x120x65 мм
Масса (справочно): 3,15–3,45 кг
Прочность на сжатие: 150 кгс/см² (М-150)
Теплопроводность кладки: 0,92 Вт/м°С
Водопоглощение: 8%
Морозостойкость: свыше 50 циклов
Фактурный кирпич используется в качестве облицовочного материала, создавая эффект старого замка построенным из него зданиям.
Основные цвета: желтый, коричневый, розовый, салатный, синий. Возможно получение множества оттенков основных цветов путем дозировки добавления красителя.

 

 Кирпич силикатный пустотелый

Геометрические размеры: 250x120x65 мм
Масса (справочно): 2,5–2,6 кг
Пустотность: 33%
Прочность на сжатие: 50 кгс/см² (М-150)
Теплопроводность кладки: 0,44 Вт/м°C
Водопоглощение: 10–12%
Морозостойкость: свыше 35 циклов
Кирпич выпускается с 33% пустотностью, которая достигаться путем формования кирпича с 11-ю несквозными отверстиями, что позволяет снизить вес кирпича до 2,5 кг, а также снизить и теплопроводность изделия.

 

Полнотелый кирпич

Он же строительный, обычный, рядовой – материал с малым объемом пустот (меньше 13%). Применяется полнотелый кирпич для кладки внутренних и внешних стен, возведения колонн, столбов и других конструкций, несущих помимо собственного веса дополнительную нагрузку. Поэтому он должен обладать высокой прочностью (при необходимости используют кирпич марки М250 и даже М300), быть морозостойким. По ГОСТУ максимальная марка по морозостойкости такого кирпича – F50, но можно встретить и кирпич марки F75. Прочность достигается не даром – полнотелый кирпич имеет среднюю плотность 1600–1900 кг/м³, пористость 8%, марку морозостойкости 15–50 циклов, коэффициент теплопроводности 0,6–0,7 Вт/м°С, марку прочности 75–300. Поэтому наружные стены, полностью выложенные полнотелого кирпича, требуют дополнительного утепления. Полнотелый красный кирпич классического размера весит от 3,5 до 3,8 кг. В одном кубометре содержится 480 кирпичей.

Больше всех строительного и полнотелого кирпича производит ОАО «Ленстройкерамика». Это предприятие является единственным в регионе производителем высокопрочного кирпича марок М250, М300, предназначенного для строительства высотных зданий.

Примеры полнотелого кирпича производства завода «Ленстройкерамика»:

Кирпич строительный полнотелый

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 4,1
Плотность (кг/м³): 2100
Марка: М200, М250, М300
Морозостойкость: F50, F75
Водопоглощение: 8%
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,72

Применяется при возведении несущих стен, цокольных этажей, опорных колонн и других, сильно нагруженных конструкций зданий. Отличительной особенностью данного вида продукции является высокая прочность.

Пустотелый кирпич

В соответствии со своим названием главным отличием этого кирпича является наличие внутренних пустот – отверстий или щелей, которые могут иметь разную форму (круглые, квадратные, прямоугольные и овальные), объем (13–50% внутреннего объема) и ориентацию (вертикальные и горизонтальные). Наличие пустот делает этот кирпич менее прочным, более легким и теплым, на его изготовление идет меньше сырья. Пустотелый кирпич применяют для кладки облегченных наружных стен, перегородок, заполнения каркасов высотных и многоэтажных зданий и иных ненагруженных конструкций.

Второй, новейший, способ обеспечения легкости и теплоты кирпича – поризация. Наличия большего числа мелких пор в кирпиче достигают, добавляя в глиняную массу при его формовке сгораемые включения – торф, мелко нарезанную солому, опилки или уголь, от которых после обжига остаются лишь маленькие пустоты в массиве. Зачастую полученный таким образом кирпич называют легким или сверхэффективным. Поризованный кирпич обеспечивает лучшую тепло- и звукоизоляцию, по сравнению с щелевым.

Технические характеристики обычного пустотелого кирпича: плотность 1000–1450 кг/м³, пористость 6–8%, морозостойкость 6–8%, морозостойкость 15–50 циклов, коэффициент теплопроводности 0,3–0,5 Вт/м°С, марка прочности 75–250, цвет от светло-коричневого до тёмно-красного.

Технические характеристики пустотелого сверхэффективного кирпича (НПО «Керамика»): плотность 1100–1150 кг/м³, пористость 6–10%, морозостойкость 15–50 циклов, коэффициент теплопроводности 0,25–0,26 Вт/м°С, марка прочности 50–150, цвет оттенков красного.

Примеры пустотелого и поризованного кирпича производства заводов «Ленстройкерамика» и завода «Керамика»:

Кирпич пустотелый строительный, пустотность 22%

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 3,4
Плотность (кг/м³): 1700
Марка: М175, М200, М250
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6
Теплопроводность (Вт/м°С),
при влажности 0%
: 0,53

 

Применяется в строительных конструкциях с повышенными требованиями по прочности и надежности. Рекомендован для строительства кирпичных зданий повышенной этажности.

 
Кирпич пустотелый строительный, пустотность 40%

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,3
Плотность (кг/м³): 1120–1190
Марка: М125, М150, М175
Морозостойкость: F35, F 50
Водопоглощение: (%) 6
Теплопроводность (Вт/м°С) при влажности 0%: 0,24 (на легком растворе)

Используется для возведения внутрениих и наружних стен.
 
Кирпич пустотелый строительный, пустотность 42–45%.

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,2–2,5
Плотность (кг/м³): 1100–1150
Марка: М 125, М 150 (М 175 на заказ)
Морозостойкость: F35
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20(на легком растворе)/0,26

Применяется для возведения наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Отличается пятью рядами пустот, что позволяет снизить расход кладочного раствора на 20%.
Камень строительный поризованный 2НФ

Размер (мм): 250х120х138
Масса (кг): 3,7–3,9
Плотность (кг/м³): 890–940
Марка: М 125, М 150 (М 175 на заказ)
Морозостойкость: F35
Водопоглощение (%): 6,5–9
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,16(на легком растворе)/0,18

Достоинства: великолепные теплоизоляционные свойства, звуконепроницаемость, меньший вес. Используется в строительстве наружных и внутренних стен, значительно повышая теплозащитные свойства дома. Наружные стены из поризованного камня возводятся быстрее, чем стены из обычного пустотелого кирпича, сокращается количество растворных швов. Плотность его на 30% меньше, он легче, что ведёт к снижению нагрузок на конструкцию фундамента. При меньшей толщине стены в 640 мм из поризованной керамики даёт такой же эффект теплоизоляции, что и обычная кирпичная стена в 770 мм.

Облицовочный кирпич

Он же лицевой и фасадный. Главное назначение облицовочного кирпича – кладка внешних и внутренних стен с высокими требованиями к поверхности стены. Соответственно облицовочный кирпич имеет строго правильную форму и ровную, глянцевую поверхность внешних стенок. Не допускается наличие трещин и расслоения поверхности. Как правило, фасадный кирпич – пустотелый, а, следовательно, его теплотехнические характеристики достаточно высоки. Подбирая составы глиняных масс и регулируя сроки и температуру обжига, производители получают самые разнообразные цвета. Эти колебания цвета могут быть и не предумышленными, так что все необходимое количество лицевого кирпича целесообразнее покупать сразу же, одной партией, так чтобы вся облицовка была однородной по цвету.

Затраты на кирпичную облицовку больше, чем на оштукатуривание, но такой фасад существенно долговечнее, чем штукатурка. При использовании декоративного кирпича для внутренних стен особое внимание уделяется разделке швов. Стандартные размеры лицевого кирпича такие же, как у рядового, – 250х120х65 мм.

Технические характеристики облицовочного кирпича: плотность 1300–1450 кг/м³, пористость 6–14%, морозостойкость 25–75 циклов, коэффициент теплопроводности 0,3–0,5 Вт/м°С, марку прочности 75–250, цвет от белого до коричневого.

Примеры лицевого кирпича:

Кирпич лицевой красный (завод «Победа»)

 

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,4–2,5
Плотность (кг/м³): 1200–1300
Марка: М150
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–7
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,37

Предназначен для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий и сооружений любой этажности. Прочностные свойства лицевого кирпича позволяют применять его не только в качестве декоративного материала, но и как несущий материал наряду с рядовым кирпичом.
 
Кирпич керамический лицевой пустотелый Евроформат

Размер (мм): 250х85х65
Масса (кг): 1,8–2,0
Плотность (кг/м³): 1260–1400
Марка: М175
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20 (на легком растворе)/ 0,26

Евроформат – это современный стандарт размера кирпича, который позволяет воплотить в российской реальности европейский эталон экономичности, эстетики и современности. Используется для наружных и интерьерных работ. Евроформат легче, чем обычный кирпич, что позволяет экономить на возведении фундаментов, облегчает и ускоряет работу каменщиков

Цветной и фигурный кирпич

Это особый вид лицевого кирпича, которому для повышения декоративного эффекта придана особая форма, рельеф поверхности или особый цвет. Рельеф может быть просто повторяющимся, а может быть и обработка под «мрамор», «дерево», «антик» (фактурный с потертыми или нарочито неровными гранями). Фасонный кирпич по-другому называют фигурным, что говорит само за себя. Отличительные признаки фигурного кирпича – скругленные углы и ребра, скошенные или криволинейные грани. Именно из таких элементов без особых сложностей возводят арки, круглые колонны, выполняют декор фасадов.

Среди предприятий нашего региона в области цветного и фигурного кирпича пальму первенства вновь делят НПО «Керамика» и «Победа Кнауф». Последнее в прошлом году начало выпуск ангобированного кирпича (кирпич объемного окрашивания, устойчивый к различного рода воздействиям) расширенной цветовой гаммы.

Кирпич керамический лицевой пустотелый цветной и коричневый

Кирпич лицевой кремовый, окрашенный в массе (завод «Победа»)

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,4–2,5
Плотность (кг/м³): 1200–1300
Марка: М150
Морозостойкость: F50
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,37
Водопоглощение (%): 6–7

Кремовый – это оригинальный цвет и теплота мягких кремовых красок. Кремовый кирпич предназначен для облицовки наружных и внутренних стен.
Кирпич лицевой белый с офактуренной поверхностью (завод «Победа»)
 

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,4–2,5
Плотность (кг/м³): 1200–1300
Марка: М150
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение: (%) 6–7
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,37

Предназначен для облицовки наружных стен зданий и сооружений любой этажности. Технология производства позволяет достигнуть равномерности цвета.
Кирпич лицевой соломенный, с офактуренной поверхностью (завод «Керамика»)

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,2–2,5
Плотность (кг/м³): 1130–1280
Марка: М125, М150 (М175 на заказ)
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20(на легком растворе)/0,26

Предназначен для облицовки наружных стен зданий и сооружений любой этажности. Технология производства позволяет достигнуть равномерности цвета.
Кирпич лицевой цветной с офактуренной поверхностью (завод «Керамика»)

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,2–2,5
Плотность (кг/м³): 1130–1280
Марка: М125, М150 (М175 на заказ)
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,26(на легком растворе)/0,20

Предназначен для облицовки наружных стен зданий и сооружений любой этажности. Технология производства позволяет достигнуть равномерности цвета. Цвет розовый, серый, светло-зеленый, зеленый, желтый, голубой, синий
 
Кирпич лицевой с рельефной поверхностью «Тростник», красный (завод «Керамика»)

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,2–2,5
Плотность (кг/м³): 1130–1280
Марка: М125, М150 (М175 на заказ)
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20(на легком растворе)/0,26

Используется для фасадных и интерьерных работ. Лицевая поверхность кирпича напоминает по фактуре стебли тростника и позволяет обогатить керамическую кладку декоративными штрихами, придать ей живописную выразительность.
 
Кирпич лицевой с рельефной поверхностью «Кора дуба», красный (завод «Керамика»)

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2,2–2,5
Плотность (кг/м³): 1130–1280
Марка: М125, М150 (М175 на заказ)
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20(на легком растворе)/0,26

Используется для наружных и интерьерных работ. Поверхность кирпича по фактуре напоминает кору дерева, что определяет выразительность и привлекательность этого материала.
Кирпич лицевой пустотелый фигурный красный, коричневый

Размер (мм): 250х120х65
Масса (кг): 2–2,2
Плотность (кг/м³): 1130–1280
Марка: М125, М150
Морозостойкость: F35, F50
Водопоглощение (%): 6–8
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
:
0,20(на легком растворе)/0,26

Фигурный кирпич – это оригинальный материал для украшения дома, позволяющий сделать индивидуальным любое строение. Применение фигурного кирпича позволяет избежать трудоемких операций по резке обычного лицевого кирпича и предоставляет архитекторам широчайшие возможности для создания отдельных архитектурных элементов фасадов: закругления и обрамления оконных и дверных проемов, возведения арок и колонн

Кирпич больших размеров

ГОСТ определяет его как камень керамический. Стандартный камень керамический, или двойной кирпич (как часто называют его продавцы) – имеет размеры 250х120х138 мм. Достоинство керамических камней в их технологичности и экономичности. Кирпич больших размеров позволяет существенно ускорить и упростить процесс кладки. Высшим достижением в производстве подобного кирпича в нашей стране стала продукция завода «Победа ЛСР», освоившего выпуск легких и очень крупных блоков под торговой маркой RAUF.

Подобные изделия очень далеко ушли от простейшего кирпича, который когда-то лепили руками. Блоки завода «Победа ЛСР» даже на глаз имеют вид весьма высокотехнологичных изделий.

Примеры керамических блоков производства объединения «Победа ЛСР»

Камень строительный поризованный 2,1НФ RAUF

Размер (мм): 250х120х138
Масса (кг): 3,8; 4,3*
Плотность (кг/м³): 900; 1000*
Марка: М150, М175
Морозостойкость: F50
Водопоглощение (%): 11; 9*
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,17; 0,26*

* в зависимости от марки камня

Используется в строительстве наружных и внутренних стен, значительно повышая теплозащитные свойства дома. Достоинства: великолепные теплоизоляционные свойства, звуконепроницаемость. Наружные стены из поризованного камня возводятся быстрее, чем стены из обычного пустотелого кирпича, сокращается количество растворных швов. Плотность его на 30% меньше, он легче, что ведёт к снижению нагрузок на конструкцию фундамента. При толщине стены в 640 мм из поризованной керамики даёт такой же эффект теплоизоляции, что и обычная кирпичная стена в 770 мм.
Камень строительный поризованный 4,5НФ RAUF

Размер (мм): 250х250х138
Масса (кг): 6,9
Плотность (кг/м³): 780
Марка: М150
Морозостойкость: F50
Водопоглощение (%): 10
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,22

Используется при возведении наружных стен. Применение этого камня позволяет снизить нагрузку на фундамент, увеличить скорость ведения кладки, сократить расход раствора. Поризованный кирпич легче обычного, обладает низкой плотностью, низкой теплопроводностью. Обладает великолепными теплоизоляционными свойствами. Смягчая перепады температур, создает в доме комфортный микроклимат. Использование его в кладке повышает производительность труда и способствует уменьшению теплопотерь.
Камень крупноформатный сверхпоризованный 10,8НФ RAUF

Размер (мм): 380х253х219
Масса (кг): 14
Плотность (кг/м³): 650–670
Марка: М35, М50
Морозостойкость: F50
Водопоглощение (%): 17
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,154

Используется при возведении наружных стен в малоэтажном домостроении. Сверхпоризованный блок является суперсовременным строительным материалом и обладает всеми преимуществами Теплой (поризованной) керамики.
Камень крупноформатный поризованный 10,8НФ, доборный RAUF

Размер (мм): 380х253х219

Масса (кг): 17

Плотность (кг/м³): 800

Марка: М75, М100

Морозостойкость: F50

Водопоглощение (%): 11

Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,18

Выступает доборным элементом при возведении наружных и внутренних стен из Теплой керамики. Поризованный блок легче обычного, он обладает низкой плотностью, низкой теплопроводностью. За счет великолепных теплоизоляционных свойств смягчаются перепады температур в доме. Существенно снижаются транспортные, производственные и технологические издержки, сокращаются временные затраты кладки в 2–2,5 раза.
Камень крупноформатный поризованный 11,3НФ, доборный RAUF

Размер (мм): 398х253х219

Масса (кг): 17,7

Плотность (кг/м³): 800

Марка: М75, М100

Морозостойкость: F50

Водопоглощение (%): 11

Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,18

Выступает доборным элементом при возведении стен из Теплой керамики. Поризованный блок легче обычного, что позволяет снизить нагрузки на фундамент. Он обладает низкой плотностью, низкой теплопроводностью. За счет великолепных теплоизоляционных свойств смягчает перепады температур в доме. Существенно снижаются транспортные, производственные и технологические издержки, сокращаются временные затраты кладки в 2–2,5 раза.
Камень крупноформатный поризованный 14,5НФ RAUF

Размер (мм): 510х253х219
Масса (кг): 23
Плотность (кг/м³): 800
Марка: М75, М100
Морозостойкость: F50
Водопоглощение (%): 11
Теплопроводность (Вт/м°С)
при влажности 0%
: 0,18

Является основным материалом при возведении стен домов из Теплой керамики в малоэтажном домостроении. Поризованный блок легче обычного, что позволяет снизить нагрузки на фундамент, он обладает низкой плотностью, низкой теплопроводностью. За счет великолепных теплоизоляционных свойств смягчает перепады температур в доме. Существенно снижаются транспортные, производственные и технологические издержки, сокращаются временные затраты кладки в 2–2,5 раза.

Клинкерный кирпич

Клинкерный кирпич применяют для облицовки цоколей, мощения дорог, улиц, дворов, облицовки фасадов. Последнее можно отметить особо – такая отделка долгое время не нуждается в ремонте, грязь и пыль практически не проникают в структуру поверхности, да и вариаций цветов и форм более чем достаточно. Среди недостатков клинкера – повышенная теплопроводность и высокая стоимость. Плотность клинкера 1900–2100 кг/м³, пористость до 5%, марка морозостойкости 50–100, коэффициент теплопроводности 1,16, марка прочности 400–1000, цвет – от желтого до тёмно-красного.

Клинкерный кирпич прессуется из сухой красной глины и обжигается до спекания при значительно более высоких температурах, чем принято для изготовления обычного строительного кирпича. Это обеспечивает высокую плотность и износостойкость клинкера.

Шамотный кирпич

Чтобы избежать быстрого разрушения кладки, контактирующей с открытым огнем, необходим кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Его называют печным, огнеупорным и шамотным. Шамотный кирпич выдерживает температуры свыше 1600°C. Его плотность 1700–1900 кг/м³, пористость 8%, марка морозостойкости 15–50, коэффициент теплопроводности 0,6 Вт/м°С, марка прочности 75–250, цвет от светло-жёлтого до тёмно-красного. Изготавливают шамотный кирпич классической, а также трапециидальной, клиновидной и арочной формы. Делают такой кирпич из шамота – огнеупорной глины.

 

 

Автор: Серебренников Юрий
Источник:

 

Сфера использования облицовочного керамического кирпича. Характеристики и описание керамического кирпича

Сфера применения керамического кирпича обширна. Его используют для кладки несущих стен, межкомнатных перегородок, печей, труб, заборных столбов и т.д. Облицовочный керамический кирпич изготавливают по особой технологии, благодаря чему он имеет не только привлекательный внешний вид, но и высокие прочностные характеристики. Им облицовывают как новые дома, так и старые здания при реконструкции, давая им новую жизнь. Кроме того, он также популярен во внутренней отделке помещений в современном стиле лофт. В статье речь пойдет о разновидности керамических кирпичей, их свойствах и сферах использования.

Содержание:

  1. Преимущества и недостатки керамического кирпича
  2. Виды керамического кирпича
  3. Характеристика керамического кирпича
  4. Облицовка стен керамическим кирпичом

Преимущества и недостатки керамического кирпича

  • Высокая прочность и износоустойчивость. Испытано не одним десятилетием, что он с легкостью выдерживает несколько циклов замораживания/размораживания, без потери своих функций и внешних качеств.
  • Звукоизоляция. Керамический кирпич полностью соответствует требованиям к шумоизоляции в жилых помещениях.
  • Влагостойкость. Он практически не впитывает воду, а после сильного дождя быстро высыхает.
  • Экологичность. Помимо того, что он изготовлен из натуральных материалов и безопасен для здоровья человека, он еще и обладает паропроницаемыми свойствами, что позволяет поддерживать благоприятный микроклимат внутри помещения, без эффекта «термоса».

  • Высокопрочный. Он имеет плотность 2000 кг/м3 и может использоваться в любых климатических условиях.
  • Разнообразие фактур и цветов. Способ его изготовления позволяет создавать красивую облицовку фасадов, придавая им вид старинных особняков.

Виды керамического кирпича

Керамический кирпич выпускается в нескольких вариантах и предназначается для определенных целей.

Рядовой керамический кирпич

  • Второе его название – строительный. Бывает полнотелый или пустотелый.
  • В пустотелом керамическом кирпиче пустоты не должны превышать 13%. Его допускается использовать при возведении стен и конструкций, на которые будет оказываться нагрузка помимо собственного веса. А значит, он подойдет для строительства несущих конструкций или опорных столбов.

Совет: пустотелый кирпич лучше держит тепло, чем полнотелый. Поэтому при строительстве жилого дома из последнего нужно позаботиться о дополнительной теплоизоляции.

  • Для строительства невысоких частных домов наиболее оптимально использовать пустотелый вариант. Они менее прочные, но изначально проектом и не предусмотрено больших нагрузок. Но из-за хрупкости, крепить на такие стены тяжелые предметы не рекомендуется. При строительстве допускается вертикальное или горизонтальное расположение полостей внутри кирпича.  Но горизонтальные пустоты менее предпочтительны, так как отрицательно сказываются на прочностных характеристиках.

Облицовочный керамический кирпич

  • Он нужен для внешней отделки зданий, поэтому второе его название – фасадный. К его внешнему виду предъявляются очень высокие требования: четкая геометрия, ровный однотонный цвет, поверхность без дефектов.
  • В большинстве случаев, облицовочный кирпич делается пустотелым, что позволяет снизить нагрузку на несущие стены и обеспечить хорошую теплоизоляцию.

В продаже встречаются несколько видов облицовочного керамического кирпича:

  • обычный. Он имеет простую и гладкую поверхность, форма строго прямоугольная. Его не красят дополнительно, цвет получается благодаря определенной температуре обжига и времени, которое на это уходит. Этот способ гарантирует, что облицовка не потеряет прекрасного внешнего вида многие десятилетия. Недостатком является лишь высокая стоимость;
  • глазурованный. После того, как клинкерный кирпич проходит обжиг, его покрывают глазурью. Прочность такого покрытия достигается главным составляющим – легкоплавным стеклом. После повторного обжига морозостойкие свойства материала увеличиваются;

  • с ангобом. Смотрится наиболее эффектно, так как имитирует природный камень. На основу из керамического кирпича наносят декоративный слой из белой глины с добавлением красителей. В результате получается двухслойный камень, который еще называют ангобированный кирпич;
  • фактурный. Подходит для отделки определенных элементов, например, оконных проемов или дверных арок. Он ожжет иметь различную форму и фактуру. Нередко имитирует древесину или состаренный камень

Керамический кирпич видео

Характеристика керамического кирпича

Благодаря своим уникальным характеристикам, керамический кирпич до сих пор остается востребованным, а иногда и незаменимым строительным материалом. К нему предъявляются строгие требования соответствия ГОСТам 7484-78 и 530-2007.

  • Полнотелый кирпич должен весить 3 – 4 кг. Благодаря отсутствию полостей имеет высокую прочность. Так же он обладает звукоизоляционными и теплоемкими свойствами. Поэтому рекомендован для строительства фундаментов, цокольных и первых этажей, печей и каминов, несущих стен и опор. А при кладке на ребро образует тонкую, но прочную межкомнатную перегородку.
  • Пустотелый кирпич. Имеет пустоты прямоугольной или круглой формы. Вес кирпича в пределах 2 – 2,5 кг. А допустимое количество пустот в процентном соотношении не должно превышать 15%. Он отличается более высокими теплоизоляционными качествами, но прочность его намного ниже. Поэтому рекомендован для строительства только стен малоэтажных строений и внутренних перегородок. Запрещено использование в зонах с высокой степенью влажности, таких, как подвалы или фундаменты. Вода, попадая в полости, заполняет их и приводит к разрушению материала. Не пригоден он и для кладки печей. Наличие пустот приведет к неравномерному прогреву материала и к возможному его разрушению.

По размерам керамический кирпич делится на:

  • двойной с размерами 25х12х13 см. Изготавливается только пустотелым, при кладке требуется меньше раствора;

  • одинарный 25х120х6,5 см. Его размер и вес рассчитаны с той целью, чтобы было максимально удобно брать его одной рукой, при этом второй класть раствор;
  • полуторный 25х12х8,8 см. Бывает только пустотелым, благодаря уменьшению веса и требуемого раствора, снижается стоимость кладки.

В марке керамического кирпича присутствует аббревиатура «М», которая означает характеристику его прочности на сжатие:

  • М175 и М150 – предназначается, подвальных этажей и фундаментов;
  • М125 – пригоден для возведения несущих стен невысоких домов и арочных проемов;
  • М100 и М75 – для несущих стен и перегородок;
  • М50 – для конструкций, на которые не оказывается нагрузки.

Марка кирпича должна обязательно указываться в проекте дома. Чем она выше, тем прочнее и плотнее материал, а следовательно, выше и его вес.

  • Коэффициент теплопроводности напрямую зависит от наличия и количества пустот. Так, для полнотелого материала это значение находится в пределах 0,5 – 0,9 Вт/м х град С. А для пустотелого от 0,3 до 0,5 Вт/м х град С. Для средней полосы России и северных регионов, при толщине внешних стен до 100 см требуется дополнительное утепление.
  • Морозостойкость. Это показатель, который свидетельствует о том, сколько циклом заморозки – разморозки материал выдержит без потери своих качеств. Значения сильно варьируются в зависимости от плотности кирпича. Для кладки внешних стен применяют материал F50. Особо прочный облицовочный керамический кирпич имеет значение F150. Материал с показателями F25 применяется только для внутренних стен.

  • Влагостойкость. Материал должен иметь низкое водопоглащение. Для полнотелого кирпича не более 13-15 % воды должно впитаться относительно массы материала после нахождения его 2 суток в воде.
  • Цвет. Он напрямую свидетельствует о качестве материала. Существует специальный эталонный цвет, который утвержден заводом, на котором производится кирпич. Кирпичи, получаемые из глины, имеют красный цвет, но после обжига этот цвет называется «кирпичным».

Советы при покупке керамического кирпича:

  • определившись с проектом дома и нужной маркой кирпича, у продавца нужно попросить сертификат соответствия продукту ГОСТу и заявленной марке;
  • желательно осмотреть несколько кирпичей из партии на предмет сколов, трещин или неравномерного цвета. В случае их обнаружения, покупать такой материал не стоит;
  • при постукивании по кирпичу, который при этом держат одной рукой, звук должен получаться звонким.

Облицовка стен керамическим кирпичом

Раствор для кладки облицовочного керамического кирпича

Облицовочный кирпич находится непосредственно под влиянием окружающей среды. К кладочному раствору для него уделяется особое внимание, так как он должен одинаково хорошо противостоять морозам, жаре и влаге на протяжении многих десятилетий. Поэтому стоит выделить основные важные требования:

  • высокие агдезионные качества. Главным условием является прочное сцепление облицовочного кирпича со стенами дома. Достигается это за счет пористости материала. Но клинкерные облицовочные кирпичи отличаются высокой плотностью, вследствие чего простой раствор на основе цемента и песка становится непригодным;

  • прочность. Готовая облицовка имеет большой вес, и чтобы избежать растрескивания швов, схватившийся раствор должен обладать высокими прочностными качествами на сжатие. Еще на этапе кладки швы должны получаться равномерными и не продавливаться под тяжестью последующих рядов;
  • кладочный раствор должен быть хорошо вымешанный, при работе не должно выделяться излишков воды;
  • готовый раствор должен высыхать равномерно, слишком быстрое схватывание ( менее часа) говорит о технологическом нарушении;
  • так как выполняется финишная облицовка стен дома, декоративные качества швов кладки должны быть на высоте;
  • швы должны оставаться неизменными в любое время года и при любых погодных условиях. Особенно важно, чтобы он служил препятствием образования на кладке высолов.

Конечно, даже учитывая все вышеперечисленные требования сделать такой раствор самостоятельно можно. Но в случае неудачи переделать что-то будет уже невозможно. Даже опытные матера рекомендуют покупать уже специальные составы, особенно, если речь идет об облицовке клинкерным кирпичом.

Стоит ли делать облицовку стен керамическим кирпичом своими руками

Соблазн сделать эти работы и сэкономить приличную сумму денег, очень велик. Но если разобраться, облицовка дома кирпичом – это самый сложный этап работ. Чтобы кладка получилась красивой и прочной, требуется большое количество опыта. К тому же стоимость облицовочного керамического кирпича высокая, как и цена кладочного раствора, который соответствует всем технологическим требованиям.

Исходя из всего вышесказанного, становится понятным, почему профессиональные строительные бригады назначают за эту работу высокую стоимость.

  • Очень важно сделать все за одно лето, не оставляя кладку незаконченной до следующего года. Но работа эта медленная. Для наглядности приведем пример. Возьмем стены дома, площадь под облицовку которых составляет 300м2. Профессиональный каменщик, который работает с помошником, подносящим кирпичи и раствор, в день сможет уложить примерно 300 кирпичей стандартного размера. Это чуть меньше 6 м2. Получается 300/6=50 дней. Но с учетом, что рабочих дней в неделе всего 5, то 50/5=10 недель. В дождливую погоду работать с раствором нельзя. Поэтому при самом оптимистичном раскладе закладывают 20% на дождливые дни, получается 10*1,2=12. Итак, опытному кладочнику с подсобником на такой дом потребуется не менее 3 месяцев.

  • Даже имея золотые руки, владелец дома без должной практики не сможет уложить в день более 100 кирпичей, значит, работа растянется на 3 сезона. Кирпич должен быть закуплен сразу, так как из разных партий он может отличаться по цвету. Поэтому придется продумать условия хранения этого дорогостоящего материала две зимы.

Поэтому решим сделать облицовку дома керамическим кирпичом своими руками нужно хорошо просчитать свои силы, чтобы строительство не переросло в многолетнюю головную боль.

Вопросы и ответы про облицовочный кирпич
  • Обязательно ли нудно делать облицовку стен? Керамический облицовочный кирпич призван не только улучшать внешние декоративные качества постройки, но и увеличивать ее эксплуатационный срок, за счет защиты несущих стен от негативного атмосферного влияния.
  • Можно ли производить кладку керамического кирпича при минусовой температуре? Это запрещено. Дело в том, что в морозы кирпич не имеет достаточного водопоглащения и просто не впитает в себя необходимого количества влаги из кадочного раствора. Если при обычной кладке в раствор просто добавляют соль, которая препятствует быстрому замерзанию, то в случае с облицовочным материалом это исключено. В дальнейшем из-за такой добавки не стенах дома могут появиться высолы белого цвета.
  • Как рассчитать количество облицовочного кирпича? Вначале измеряют каждую стену дома в отдельности, ее ширину и высоту. Из получившейся площади вычитают оконные и дверные проемы. Отдельно считают площадь эркеров, веранды или крыльца. С учетом кладочных швов, на 1 м2 стены уходит 52 кирпича. Поэтому получившуюся площадь суммируют и умножают на это число.

Монтаж керамического кирпича

Вначале следует определиться с видом кладки. От этого зависит внешний вид готовых стен и технологический процесс. Если опыта таких работ мало или вовсе нет, то лучше выбрать наиболее простую технологию, например, лицевую. Самой сложной считается техника кладки под названием «штабельная», от нее лучше отказаться при самостоятельной работе.

Необходимые инструменты для облицовочной кирпичной кладки

  • кельма;
  • молоток-кирка;
  • шнур;
  • болгарка;
  • для выравнивания углов металлические прутья с диаметром 10 см;
  • строительный уровень;
  • анкера;
  • проволока для фиксации облицовки с несущей стеной.

Этапы работ

  • В качестве основания, на который будет укладываться облицовочный кирпич, служит выступ фундамента дома. Его нужно почистить от мусора и пыли. После этого проверяют горизонтальный уровень, если есть отклонения, делают опалубку и выравнивают раствором.

  • Готовят раствор. Если не закуплена специальная смесь, то смешивать все пропорции придется самостоятельно при помощи бетономешалки. Используют речной темный песок, он имеет более мелкую фракцию. Его смешивают с цементом марки М500 в тех пропорциях, которые производитель указал на пачке. Когда сухие составляющие равномерно перемешались, постепенно добавляют воду не переставая замешивать. Делают это до тех пор, пока раствор не получится однородной пластичной консистенции. Взяв его в руки, он не должен рассыпаться.
  • Перед работой кирпичи желательно поместить в воду. Затем достать, уложить в ряд и проверить уровнем его горизонтальную ровность. Процедуру повторяют с каждым кирпичом.
  • Первый ряд укладывают прямо на гидроизолированный фундамент. Раствором скрепляют только вертикальные швы. В большинстве случаев, длина фундамента не соответствует размеру кладочного ряда. Поэтому крайний кирпич следует подрезать.
  • Между облицовочным рядом и стеной дома оставляют вентзазор в 3 см.

  • Когда первый ряд закончен, начинают выкладывать углы сразу на несколько рядов вверх. Именно они станут гарантом того, что кладка будет выполнена правильна. При нарушении геометрии углов, вся облицовка будет иметь искривление, поэтому это самый ответственный момент.
  • Чтобы ряды получались ровными, после первого ряда для них делают направляющую. Туго натягивают шпагат и прижимают по углам так, чтобы кирпич верхним краем располагался ровно по шпагату. Кладут раствор и начинают кладку облицовочного кирпича, при необходимости постукиванием молотка вдавливать кирпич в раствор, чтобы он вставал по натянутому уровню.
  • Облицовку обязательно привязывают к дому, недавно новая или старая постройка. Всего существует 2 технологии, как это сделать:
    1. в первом случае  привязку производят посредством дюбелей и вязальной проволоки. Это наиболее актуально для кирпичных или монолитных домов. Из расчета 5 дюбелей на м2 кладки в несущей стене делают отверстия и вбивают крепления. К ним прикручивают проволоку с расчетом, чтобы ее концы прочно крепились в облицовочной кладке. Но не показывались наружу;
    2. во втором случае роль крепежей играют оцинкованные анкера. Их вбивают стену и прикручивают вязальную проволоку аналогично первому способу. Оптимально использовать анкера диаметром 0,6 мм.

  • Когда кладка доходить до дверного или оконного проема опять начинается наиболее ответственный момент. Эти элементы сразу привлекают к себе внимание, поэтому нередко их выполняют кирпичом контрастного цвета. Для большей декоративности, кладку откосов выполняют тычковой технологией.
  • Когда раствор схватится, начинается этап расшивки швов. Для этого подготавливают специальный раствор, состоящий из извести, цемента и песка в соотношении 1:1:10 частям. Добавляют воду, пока консистенция не станет пастообразной. Готовый раствор наносят на предварительно смоченную водой стену и формируют аккуратные швы.

Полезные статьи о керамических кирпичах

Рядовой кирпич для долговечного строительства

Рядовой кирпич используется сегодня при проведении самых разных видов строительных работ. Он хорошо подходит для возведения зданий, сооружения фундаментов, а также для укладки дорожек и бордюров. Это основной материал для монтажа несущих стен, арок и перегородок. Технические характеристики изделия позволяют использовать его при создании конструкций с повышенными требованиями к прочности. Для использования в качестве облицовочного слоя такой кирпич не предназначен. Выложенный каркас остается невидимым, поэтому кирпичные грани в этом случае необязательно должны быть идеально ровными. Наименование «рядовой» означает, что материал укладывается рядами, формируя стены и фундаментные основания. Производство Материалом изготовления рядового кирпича служит добываемая в карьерах глина. Ее измельчают, очищают, смешивают с водой и в полученный состав добавляют специальные присадки. Полученную в результате смесь распределяют по формам и направляют в печь, разогретую до температуры +1400 °С. После обжига получают прочный, долговечный, экологически чистый продукт красного цвета. Для снижения себестоимости продукции кирпичные заводы часто располагают вблизи месторождений глины.   Разновидности материала Рядовой кирпич бывает полнотелым и пустотелым. В первом случае он представляет собой монолитный камень, во втором – изделие со специальными отверстиями различной формы. Полнотелую разновидность стройматериала применяют для постройки фундаментов, цокольных и подвальных помещений, а также при возведении несущих стен, опорных колонн и столбов. Пустотелый кирпич подходит для строительства зданий высотой не более 3 этажей, создания различных декоративных конструкций и строений, не предусматривающих воздействия высоких нагрузок. Пустоты в структуре изделия обеспечивают лучшую теплоизоляцию и уменьшают общий вес здания.   Характеристики Рядовой кирпич выбирают с учетом основных характеристик этого строительного материала. Прочность. Этот параметр обозначают буквой «М» и числом, указывающим величину нагрузки, которую может выдержать изделие. Например, маркировка М100 говорит о том, что 1 см поверхности кирпича выдерживает вес в 100 кг. Для строительства зданий высотой до 5 этажей достаточно прочности М125. При создании фундаментов и постройке 9-этажных домов используют кирпич с маркировкой М150. Этот же строительный материал подходит для кладки несущих стен и внутренних перегородок. Водопоглощение. Чтобы определить количество влаги, которое может поглотить одна единица стройматериала, ее погружают в воду на 48 часов. Допустимым значением водопоглощения рядового кирпича считается способность впитывать до 15 % влаги от общего объема изделия. Морозостойкость. В спецификации эту характеристику указывают буквой F и цифровым значением, определяющим способность материала выдерживать циклы заморозки и разморозки. Данный параметр имеет обратную зависимость от водопоглощения: чем меньше влаги впитывает изделие, тем более низкие температуры оно способно выдерживать. Для стандартных условий строительства обычно подходит кирпич с морозостойкостью F25, для фундаментов – минимум F35. Теплопроводность. Среднее значение этого показателя для рядового кирпича составляет 0,45-0,8 Вт/м. Стены кирпичных зданий могут дополнительно утепляться специальными теплоизоляционными материалами.   Наше предложение Купить рядовой кирпич по выгодной цене и заказать доставку груза по указанному адресу в Москве и Московской области можно, обратившись в компанию «Кирпич.ру». Мы предлагаем строительные материалы от ведущих отечественных и зарубежных производителей, включая такие торговые марки, как «Римкер», «Мстера», Braer, «Воротынский кирпич» и множество других. В нашем каталоге вы можете выбрать полнотелый, с техническими пустотами, поризованный или щелевой кирпич требуемого размера и цвета, с заданными параметрами прочности и морозостойкости. Более подробная информация о нашей компании доступна по телефону +7 (495) 369-33-88 или через e-mail [email protected]

Керамический кирпич: особенности товара

Сегодня одним из самых распространенных материалов, используемых для кладки, смело можно назвать керамический кирпич. Материал для его изготовления — глина, а благодаря различным добавкам кирпич приобретает разные свойства. Своей популярностью среди материалов, используемых для кладки, керамический кирпич обязан своей прочностью, морозостойкостью, водостойкостью и хорошей теплопроводностью. В этой статье вы узнаете об основных характеристиках, особенностях и видах этого строительного материала.

Керамический кирпич хорошего качества изготавливается из глиняной мелочи. Сырье для производства добывается лопатой, которая не смешивается с пластами глины. Таких ям, к сожалению, осталось немного. Роторные экскаваторы смешивают глину, поэтому для изготовления качественного керамического кирпича из этого материала необходимо тщательно вести обжиг.

По сути, глина представляет собой смесь элементов, одни из которых хорошо плавятся, а другие — нет. При правильном обжиге легкоплавкие элементы связывают и растворяют те, которые плавятся хуже.Пропорции влияют на структурный состав керамического кирпича. Классическая технология, направленная на получение высокой прочности и сохранение правильной формы. Характеристики керамического кирпича регламентированы ГОСТ 530 2012.

Керамический кирпич имеет длинный перечень различных технических характеристик. К ним относятся морозостойкость, теплопроводность, прочность, водопоглощение, пористость и плотность. Необходимо рассматривать каждую отдельно:

  1. Мороз — это способность материала без повреждений переносить замерзание и оттаивание в воде.То есть материал проходит своеобразный цикл. Чем больше циклов выдержит предмет, тем выше его качество.
  2. Теплопроводность зависит от пористости продукта. Фактически, теплопроводность — это передача тепла при сильном контрасте температур внутри здания и снаружи.
  3. Прочность зависит от того, насколько хорошо материал может противостоять сильному механическому воздействию, которое вызывает напряжение.
  4. Скорость водопоглощения зависит от того, как материал впитывает и удерживает влагу.Высокое содержание влаги снижает технические характеристики. Из полнотелого керамического кирпича по ГОСТу влажность насыщения не должна превышать 8%, а у сердечника 6%.
  5. Пористость — термин, описывающий, как полнотелое остекленение кирпича. Это зависит от прочности, морозостойкости и еще нескольких аспектов. Чтобы строительный материал был более пористым, добавляли уголь, торф или мелкую солому. Во время обжига они выгорают и оставляют пустоты.
  6. Плотность материала может варьироваться от 2100 кг / м³ до 1000 кг / м³.Все зависит от технологии изготовления и типа.

Этот строительный материал бывает нескольких видов. Отличия зависят от сырья, способа изготовления, качества лицевой стороны, а также пористости. Таким образом, керамический кирпич делится на рядовой и облицовочный.

Солдатские кирпичи ↑

Кирпич керамический обыкновенный или как его еще называют «строительный» делится на 2 вида:

Процент пустот в твердом материале не может превышать 13%.Применяется при возведении конструкций, несущих дополнительную нагрузку, помимо собственного веса. Например, такие несущие элементы, как наружные стены, столбы, колонны. Материал для таких целей должен быть прочным. Для зданий с большой нагрузкой применяется материал марок М250 и М300. Для полнотелого керамического кирпича характерна сильная теплоотдача, что является недостатком при строительстве жилых домов. Поэтому при строительстве дома подумайте о дополнительном утеплении.

Пустотелый керамический кирпич широко применяется для возведения стен малоэтажных домов, не несущих больших нагрузок. Также его используют для заливки каркаса и строительства перегородок в многоквартирных домах. Пустоты в материале можно располагать вертикально, но можно и горизонтально. Форма полостей также может варьироваться от классической квадратной до овальной.

Внимание! Стоит помнить, что горизонтальные пустоты отрицательно сказываются на прочности материала.

Вид спереди ↑

Этот тип иногда называют фасадом.Его предназначение — облицовка зданий. Очень важный внешний вид. Форма должна быть точной, цвет должен быть одинаковым, но на поверхности не должно быть трещин и расслоений. Чаще всего кирпичную фанеру делают пустотелой. Обладает хорошими морозостойкостью и термическими свойствами.

Для облицовки чаще всего используют фасадный или лицевой керамический кирпич. Основное применение этого вида — облицовка зданий. Чрезвычайно важно иметь аккуратный и привлекательный внешний вид — гладкий и приятный цвет, без расслоений и сколов на поверхности, точной формы и идеального лица.В основном облицовочный керамический кирпич бывает пустотелым, поэтому отличается высокими характеристиками теплоотдачи и морозостойкостью.

На рынке можно найти несколько видов кирпича:

  • обыкновенный;
  • глазурованная;
  • с текстурой;
  • с ангобом;
  • рисунок.

Кирпич обыкновенный для облицовки имеет гладкую поверхность, которая дает необходимый цвет. Цвет поверхности зависит от состава сырья, температуры и времени обжига.Так постройка сохранит красивый внешний вид долгие годы, но стоимость будет довольно высокой. Несмотря на недемократичность, цена не мешает материалу пользоваться популярностью.

Если вы считаете шпон тактильным, то это кирпич, некоторые из которых имеют декоративный рельеф. В основном это разнообразные узоры, имитация деревянных досок или эффект состаренного камня. Этот вид материала часто используется для изготовления различных декоративных элементов, фигурных деталей, арок, колонн и т. Д.

Кирпич ангоб — это двухслойный искусственный камень с гладкой матовой поверхностью.Ангоб, являющийся декоративным слоем, достигается путем нанесения слоя белой глины (окрашенной специальными красителями) на высушенное сырье.

Глазурованные изделия получают путем покрытия обожженного кирпича вручную. Основной элемент, используемый при изготовлении глазури — плавкое стекло. После повторного обжига появляется стекловидный налет, который увеличивает скорость замораживания.

Специальные материалы ↑

Иногда требуется использование искусственного камня с особыми свойствами, которые требуются для определенных целей или при определенных условиях.В качестве примера, из керамического или огнеупорного материала.

Основное назначение клинкерного кирпича — облицовка фасадов, цоколей, так как он используется в качестве напольного покрытия на дорогах, тротуарах и производственных помещениях. Этот вид материала отличается высокой морозостойкостью и прочностью. Такие характеристики достигаются тем, что в основе композиции лежит огнеупорная глина, обжиг которой проводится при очень высокой температуре, намного более высокой, чем при обжиге обычной глины.

Поскольку цена на этот материал очень высока, его используют только по мере необходимости и в строгих условиях.Что касается недостатков, то этот материал отличается высоким уровнем теплопроводности, что обусловлено высокой плотностью.

Если вы ожидаете контакта с огнем, необходимо использовать специальный материал, который не страшен огню. Он изготовлен из шамотной глины. Он способен выдерживать температуру более тысячи градусов по Цельсию. Его форма может быть разной: классической, арочной, прямоугольной или даже клиновидной.

Керамический кирпич — это изделие, которое в наши дни активно используется для строительства различных зданий.У него много преимуществ и немного недостатков. Применяется для возведения межкомнатных перегородок или несущих конструкций. Благодаря большому перечню преимуществ этот материал помогает решить сложную архитектурную задачу. Иногда этот вид кирпича используют при реставрации исторических построек.

Дополнительно о том, как делают красный керамический кирпич, узнайте в следующем видео.

Связанные с контентом

(PDF) Структура и свойства керамического кирпича, окрашенного марганецсодержащими отходами

Рис.4. Кирпич керамический из горючего бердского суглинка без добавки (а) и с добавкой

10 мас.% ВММ (б).

Бердский суглинок использован в опытно-промышленных испытаниях. Прошла заводскую подготовку

по технологии сушки-измельчения. WMM был подвергнут двухступенчатому фрезерованию

в щековой дробилке и стержневой мельнице до фракции -300 мкм.

Формовочный материал изготовлен по разработанной методике. Гранулы из суглинка Бердского

агрегировали до толщины 1-3 мм и присыпали мелкозернистой добавкой WMM

в количестве 10 мас.%. Влагосодержание порошкообразного гранулята

при формовании составляло 11,6-12,4%.

Уплотнение кирпича производилось на прессовой машине СМ-1085Б. Сырье

имело четкие границы и ровную поверхность без полостей и трещин отслоения. Сушка и обжиг кирпича

в течение 42 часов проводилась в туннельной печи при температуре 1000 ° С,

, как указано в производственной инструкции завода.

Кирпич с добавкой 10 мас.% ВММ после обжига имел коричневый цвет (рис.4, б)

по сравнению с красным цветом эталонного образца (рис. 4, а).

Результаты физико-химических испытаний керамического кирпича, проведенных в заводской лаборатории

, представлены в таблице 5.

Таблица 5. Физико-механические свойства керамического кирпича опытной партии.

4 Результаты

Установлено окрашивающее действие добавки из порошкообразных (-300 мкм) отходов добычи марганца в

красноглинистое сырье при производстве керамического кирпича сухого прессования

.

Разработанная авторами [19] технология получения декоративных керамических материалов с матричной структурой

обеспечивает объемное окрашивание кирпича в коричневый цвет (RGB: 56;

42; 29) при 8-10 мас.% WMM. включены в состав партии. При этом прочность таких изделий

увеличивается на 15-20% за счет концентрации красящего компонента

по поверхности гранул. Таким образом, исключается негативное воздействие на глинистое сырье

, которое обычно наблюдается при объемной окраске стеновой керамики

пигментами.

Определено формирование композита с керамической матрицей, макроструктура которого состоит из

ядер, покрытых оболочкой из продуктов спекания марганецсодержащей добавки коричневого цвета

. После обжига стержни из глины имели равномерно-зернистую структуру с образованием

стеклофазы и специфической окраски гематита.

Исследования фазового состава показали, что керн состоял из следующих

основных минералов: кварца, полевого шпата, гематита и авгита.Пограничный слой был представлен кварцем и авгитом

, а также минералами, специфичными для соединений марганца: биксбиитом, гаусманнитом

и якобитом.

5 Заключение

Разработанный способ подготовки сырья, заключающийся в тонком измельчении исходного материала

, его грануляции и присыпке поверхности гранул красителями,

считается перспективным среди техник декоративной крупнозернистой керамики. Технология

получения декоративных керамических изделий с матричной структурой обеспечивает эффективное окрашивание керамики

путем добавления 10% марганецсодержащих отходов.Концентрация красящего пигмента

на поверхности глиняных гранул не снижает физико-механические свойства керамических образцов

. Дальнейшее развитие указанной методики позволит решить

проблему нарушения процессов спекания глинистых материалов при обжиге.

Новая технология объемной окраски обеспечит эффективное (высокий красящий эффект) использование

промышленных отходов; Это снизит затраты на производство декоративного кирпича и улучшит

экологическую ситуацию в промышленных зонах.

Дальнейшие исследования в этой области направлены на расширение ассортимента модификаторов окраски

на основе промышленных отходов, а также разработку технологических параметров и режимов

для получения декоративных керамических материалов.

Исследование выполнено в рамках Госзадания Минобрнауки и

науки РФ, код проекта № 7.7285.2017 / 8.9 «Фундаментальные исследования керамических композитных строительных материалов

на основе техногенных и техногенных материалов. натуральное сырье ».

Ссылки

1. М. Ллусар, Т. Бермеджо, Дж. Э. Примо, К. Гаргори, В. Эстеве, Г. Монрос, Керамика

International, 43 (12), 9133-9144 (2017)

2. Э. Адорни, Журнал Европейского керамического общества, 33 (13-14), 2801-2809 (2013)

3. AM Салахов, В. Морозов, Ф. Вагизов, А.А. Эскин, А. Валимухаметова,

Зиннатуллин А.Л., Строительные материалы, 3, 90-95 (2017) (на

русск.)

4.К. Ратосси, Ю. Понтикес, Журнал Европейского керамического общества, 30 (9), 1841-1851

(2010)

5. К.А. Арискина, А. Салахов, Ф. Вагизов, Р. Ахметова, Вестник

Технологического университета, 19 (24),

25-28 (2016)

6. В.И. Резник, Строительные материалы, 4, 54-56 (2011) (на

русск.)

7

Сеть конференций MATEC 143, 02009 (2018) https: // doi.org / 10.1051 / matecconf / 201814302009

YSSIP-2017

Множество видов кирпичей

[Изображение вверху] Кирпич может быть небольшой строительной единицей из красной глины, но также может быть из многих других цветов и материалов. Предоставлено: Кэм Миллер, Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)

.


Как я уверен, любой, кто часто посещает YouTube, обнаружил, что постоянно присутствующий список рекомендаций может привести вас в некоторые довольно странные кроличьи норы (особенно в последнее время).

Во время одного из моих недавних набегов на рекомендуемые анимационные адаптации обычных басен, я заметил сходство между версиями «Трех поросят», помимо основного сюжета.

В каждой версии третий поросенок использовал красных кирпичей, чтобы построить свой дом!

Но кирпичи не всегда красные, о чем свидетельствует еще один анимационный пример.

Несмотря на то, что кирпичи использовались в качестве строительного материала в течение тысяч лет, многие домовладельцы, которые хотят отказаться от винила, с удивлением обнаруживают, что существует множество типов кирпичей на выбор, и не все эти кирпичи сделаны из глины.

Если кирпич не имеет ни красноватого цвета, ни глиняный, тогда какое значение равно кирпичу?

Глиняный кирпич, ясеневый кирпич, красный кирпич, серый кирпич

Традиционно термин «кирпич» относится к небольшой единице строительного материала, состоящей в основном из глины.Минеральное содержание глины будет определять цвет кирпича: глины, богатые оксидом железа, станут красноватыми, а глины, содержащие много извести, будут иметь белый или желтый оттенок.

В настоящее время определение кирпича расширилось и теперь относится к любой небольшой прямоугольной строительной единице, которая соединяется с другими единицами с помощью цементного раствора (более крупные строительные единицы называются блоками). Глина по-прежнему является одним из основных кирпичных материалов, но другие распространенные материалы — это песок и известь, бетон и летучая зола.

Силикатный кирпич

Кирпич из силиката кальция, широко известный как силикатный кирпич, содержит большое количество песка — около 88–92 процентов. Остальные 8–12 процентов в основном составляют известь. В отличие от традиционных глиняных кирпичей, которые обжигают в печах, силикатные кирпичи образуются, когда составляющие материалы соединяются вместе в результате химической реакции, которая происходит, когда влажные кирпичи высыхают под действием тепла и давления.

По сравнению с другими кирпичами силикатные кирпичи имеют более однородный цвет и текстуру, и для их скрепления требуется меньше раствора.Однако они не могут противостоять воде и огню в течение длительного времени, поэтому не подходят для установки фундаментов или строительства печей.


Бетонный кирпич

По сравнению с глиняным кирпичом бетонный кирпич предлагает гораздо больше возможностей для дизайна. Бетонные кирпичи можно легко придать разнообразным формам — квадратам, треугольникам, восьмиугольникам — и можно добавить пигменты, чтобы изменить цвет бетонного кирпича. Кроме того, бетонные кирпичи имеют лучшую звукоизоляцию по сравнению с глиняными.

Эти преимущества делают бетон хорошим выбором с эстетической точки зрения. Однако, если вам нужен прочный и долговечный материал, лучше подойдут глиняные кирпичи. Бетон со временем сжимается, в то время как глина расширяется, что в конечном итоге обеспечивает более плотную изоляцию стен из глиняного кирпича, чем стены из бетонных кирпичей. Кроме того, глиняные кирпичи имеют лучшую теплоизоляцию, что со временем может привести к значительной экономии затрат на электроэнергию.


Зольный кирпич

Летучая зола является побочным продуктом горения угля и может оказывать вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.Таким образом, предпринимаются многочисленные постоянные усилия по предотвращению попадания летучей золы в окружающую среду, включая тщательную утилизацию или повторное использование в других продуктах, таких как кирпичи.

Кирпичи из летучей золы состоят в основном из летучей золы и цемента. Они весят меньше, чем бетонные и глиняные кирпичи, и благодаря низкой абсорбционной способности достаточно хорошо выдерживают нагревание и воду. Однако высокие концентрации летучей золы в кирпиче могут привести к увеличению времени схватывания и более медленному развитию прочности во время строительства кирпича.


Конечно, эти типы кирпича не высечены в камне (даже если сам кирпич).Это образцы обычных материалов, используемых для создания кирпичей, и исследователи часто экспериментируют с изменением уровней глины, песка, извести, летучей золы, цемента и других материалов в любом конкретном кирпиче, чтобы найти комбинации с оптимальными свойствами.

Строительный кирпич для экстремальных погодных условий

Поскольку экстремальные температуры становятся все более нормальным явлением, строительные материалы должны будут выдерживать более суровые циклы замораживания-оттаивания. Готовы ли кирпичи принять вызов?

Недавнее исследование Терезы Стришевской и Станислава Каньки, профессоров гражданского строительства из Краковского технологического университета в Польше, изучило, как кирпичи в каменных конструкциях, представляющих значительную историческую ценность, выдерживали циклическое замораживание и оттаивание за последние 70 лет.

Они обнаружили, что морозостойкость и морозостойкость кирпича являются результатом нескольких факторов, включая минеральный состав, структуру пористости и механическую прочность. Из этих факторов преобладающее влияние оказывает пористая структура.

«Показано, что кирпичи с относительно высокой долей пор диаметром менее 1 мкм в общей популяции пор подвергаются морозным повреждениям; т.е. им присуща недостаточная морозостойкость », — поясняют исследователи в статье.«Под воздействием циклического замораживания и оттаивания в реальных условиях эти кирпичи подвергаются повреждениям, но форма повреждений, то есть растрескивание, отслаивание или измельчение, зависит, прежде всего, от структуры пористости, то есть доли пор определенного диаметра. . »

Макроскопические и микроскопические изображения повреждений поверхности кирпичей в результате растрескивания. Пористая структура кирпича определяет повреждения, которые он будет испытывать при циклическом замораживании и оттаивании. Предоставлено: Stryszewska and Kańka, , Материалы 2019, 12 (7) (CC BY 4.0)

Целью исследования Стришевской и Каньки было найти способы прогнозирования долговечности кирпичных материалов — в конце концов, цель состоит в том, чтобы защитить, а не заменить оригинальные материалы в исторических местах. Однако знание влияния пористой структуры на способность кирпича выдерживать циклы замораживания-оттаивания является полезным знанием для строительства кирпичей, которые также могут лучше справляться с нашими все более суровыми циклами замораживания-оттаивания.

Какой кирпич вы бы выбрали?

В то время, когда Джеймс Орчард Холливелл опубликовал сборник «Детские стишки Англии» в 1886 году, люди, вероятно, считали само собой разумеющимся, что «Три поросенка» построят дом из ярко-красного кирпича — в то время лондонские архитекторы выбирали для строительства ярко-красные кирпичи. сделать здания более заметными в густом лондонском тумане.Но в настоящее время песчаная известь, бетон и летучая зола также, скорее всего, будут третьим предпочтительным кирпичом для свиней.

Как было показано в прошлой пятничной статье CTT , иногда художественная литература является лучшим способом преподавания концепций материаловедения. Итак, если бы вы были третьей свиньей, какой кирпич вы бы выбрали? И не забудьте при этом учитывать структуру пористости!

Статья в открытом доступе, опубликованная в Материалы , — «Формы повреждения кирпичей, подвергнутых циклическому замораживанию и оттаиванию в реальных условиях» (DOI: 10.3390 / ma12071165).

Керамика и стекло в строительстве

С давних времен керамика и стекло использовались для изготовления конструктивных элементов строительных объектов. В период раннего неолита жители Иерихона (город в современном Израиле) делали кирпичи из высушенной на солнце грязи для строительства, а позже римляне использовали бетон для возведения храма Пантеона в Риме. Сегодня, с предполагаемой выручкой более 500 миллиардов долларов в 2018 году, строительный сектор составляет 63% от всей керамической и стекольной промышленности.

Керамические изделия для строительного сектора включают цемент и материалы на основе цемента, внутреннюю и внешнюю плитку, сантехнику, неогнеупорный кирпич и другие более сложные формы, такие как дренажные, канализационные и дымоходные трубы и облицовка.

Цемент используется для приготовления раствора и бетона. Строительный раствор получают путем смешивания цемента с водой и песком и является предпочтительным материалом для проектов кладки, таких как соединение кирпичей, камней и плитки, а также для заполнения трещин и отверстий.Помимо воды, песка и цемента, бетон также содержит гравий и мелкие камни, которые придают смеси прочность. Бетон используется в различных проектах гражданского строительства, в том числе в зданиях, мостах и ​​дорогах, а также в огнестойких, влаго- и химически стойких конструкциях. Из бетона также можно формовать готовые к использованию кирпичи, блоки, трубы и другие формы, которые можно формировать с помощью 3D-печати.

В помещениях керамическая плитка используется для покрытия полов, стен, кухонных столешниц и боковин (тосканский стиль), а также каминов.Плитка — это очень прочный и гигиеничный строительный продукт, который придает непревзойденную красоту любому приложению. В дизайне интерьеров плитка также объединяется в мозаику и настенную живопись как вид искусства и украшения.

На открытом воздухе керамическая плитка в основном используется для мощения террас, патио, лестниц, веранд, проездов и сторон бассейнов. Керамическая черепица очень распространена в теплых регионах в качестве экономичного и долговечного кровельного материала, обеспечивающего архитектурную элегантность и обеспечивающего надлежащий водный барьер от сильных осадков и хорошую изоляцию от солнца.

Керамическая плитка становится «умным продуктом» благодаря включению солнечных элементов или других устройств, таких как зарядные устройства для смартфонов.

Ванные комнаты оборудованы сантехникой (туалеты, раковины, ванны и душевые поддоны) из глины и каолина с добавлением кварца и полевого шпата, а затем глазированные. Полученный продукт очень твердый, устойчивый к износу и химическому воздействию, прочный и легко моющийся.

Глиняные кирпичи используются для строительства домов и коммерческих зданий, а также для кирпичной кладки из-за их прочности и внешнего вида.Кирпичи можно изготавливать с помощью экологически безопасных процессов, их можно легко собирать для создания структур различных форм и размеров, и они не будут гореть, плавиться, вмятины, шелушиться, деформироваться, гнить, ржаветь и быть съеденными термитами. Кирпичные дома лучше защищены от погодных явлений, таких как грозы, ураганы и высокая влажность, чем дома, построенные из дерева и винилового или фиброцементного сайдинга.

Стекло — еще один очень распространенный материал в строительстве. Стекло в основном используется для окон, но также для внутренних перегородок, зеркал, световых люков, полов и лестниц.Кроме того, стекловолокно можно найти в изоляционных материалах, потолочных панелях и кровельной черепице. Их также добавляют в бетон в качестве арматуры.

В последнее время все большую популярность приобретает смарт-стекло . Смарт-стекло — это стеклянная сборка, состоящая из хромогенных материалов, другими словами, материалов, которые меняют свои светопропускающие свойства, превращаясь из прозрачного в непрозрачный или наоборот при приложении напряжения. Для производства интеллектуального стекла применяются различные технологии, такие как электрохромные жидкие кристаллы с дисперсными полимерами (PDLC) и устройства с взвешенными частицами (SPD).В строительном секторе интеллектуальное стекло находит применение в защитном стекле, управлении дневным освещением для окон и энергосберегающих панелях.

Окна также становятся более интеллектуальными благодаря включению солнечных панелей для выработки электроэнергии.

Основные области применения керамики и стекла в строительстве показаны в таблице ниже.

Основные области применения керамики и стекла в строительстве

минералов | Бесплатный полнотекстовый | Разработка керамических материалов для производства кирпича из гранита

2.1. Материалы

Материалы, используемые в этом проекте, представляют собой обычные промышленные материалы, взятые непосредственно у компаний-производителей без изменения их характеристик. Эти материалы анализируются в методологии, поэтому их описание в этом разделе будет касаться их формирования, происхождения и общих качеств.

Процесс сушки был проведен для удаления содержащейся в них воды и обеспечил, в ходе исследования, больший контроль всех переменных, в том числе влажности. Однако наличие влажности на заводе во время производственного процесса не повредит конечному материалу; это просто необходимо принять во внимание, чтобы не добавлять лишнюю воду и соблюдать оптимальные комбинации материалов, представленные в этом исследовании.Поэтому все испытания, описанные в методике, проводятся с сухими материалами и без влаги.

Использованные материалы и основа этой работы — глина и шлам для резки камня.

2.1.1. Глина

Используемая глина соответствует региону Хаэн, Испания. В этой географической области существует важная и традиционная промышленность по производству кирпича из красной глины; тот, который использовался в этом исследовании.

Красная глина оценивалась с помощью различных методических тестов; однако следует отметить, что он имеет высокое качество благодаря небольшому размеру частиц и не содержит опасных химических элементов или органических веществ.

Глина, используемая в исследовании, просеивалась через сито 0,25 мм; таким образом, получая материал, который можно легко обрабатывать в смеси.

2.1.2. Шлам для резки камня

Шлам для резки камня, использованный в данном исследовании, принадлежит компаниям, производящим поделочный камень, расположенным в непосредственной близости от города Житомир, Украина.

Эти шламы для резки камня производятся в процессе резки гранита для изготовления различных декоративных элементов.Использование воды для предотвращения нагрева оборудования приводит к образованию шлама при резке камня. Этот шлам после резки камня откладывается в ямах для повторного использования воды после осаждения и сушки отходов за счет естественных процессов испарения. Он имеет уменьшенный размер частиц из-за процесса его образования.

Исходный материал, из которого он производится, очень похож на протяжении всего производственного процесса, а также используемого оборудования. Этот факт имеет важное значение для использования отходов, поскольку он прямо означает, что физические и химические характеристики шламов камнерезных работ остаются постоянными во времени, на разных производствах и в разные годы.Поэтому легко определить подходящую комбинацию материалов с этими отходами, которая является стабильной и не должна постоянно изменяться в зависимости от свойств отходов. В отношении других типов отходов, таких как отстой сточных вод, строительный мусор и отходы сноса, это не так, поэтому трудно определить оптимальную комбинацию материалов.

Физические и химические испытания шламов камнерезных пород определены в методологии.

2.2. Методология

Методология, использованная в этой работе, состоит из серии логически упорядоченных тестов для оценки пригодности включения шламов камнерезных работ в керамические материалы.Таким образом могут быть идентифицированы критические процессы, а также особое внимание, которое необходимо уделить целям исследования.

Во-первых, в качестве основы для любого исследования включения отходов были оценены физические и химические характеристики исходных материалов. С этой целью были проведены испытания для определения химического состава обоих материалов, а также физических свойств, обуславливающих их смешивание, и их совместимости.

Впоследствии, после оценки пригодности шламов для резки камня и глины для производства керамики, различные группы образцов были сопоставлены с возрастающим процентным содержанием отходов, от 100% глины до 100% шламов резки камня.Таким образом можно было получить образцы во всех диапазонах возможностей. Эти образцы были согласованы и спечены для последующей оценки их физических свойств.

Наконец, в качестве основного ограничивающего фактора для правильного изготовления керамики были проведены испытания прочности на сжатие. Все группы образцов были испытаны, оценивая влияние прочности на сжатие на процент добавления шламов камнерезных пород. На основании этого исследования удалось получить максимальное включение шламов камнерезных пород в керамику, а также широкий спектр возможных комбинаций с различными физическими и прочностными свойствами для конкретных случаев.

Эта методология подробно описывается в следующих четырех основных блоках: анализ исходных материалов, согласование образцов и физические испытания, цветовой анализ и испытание на прочность при сжатии. В свою очередь, в разделе «Результаты» она описана аналогично представленной схеме.

2.2.1. Анализ исходных материалов

Физико-химический анализ свойств исходного материала является фундаментальным для установления критериев, которым необходимо следовать в исследовании.Этот анализ предоставляет информацию, необходимую для оценки совместимости материалов, а также наличия определенных химических элементов, которые следует контролировать. Характеристика отходов имеет важное значение для их включения в материал, особенно для снижения воздействия на окружающую среду в связи с их размещением на свалке. Например, использование отходов с загрязнителями и элементами, вредными для окружающей среды, на свалках или заполнение дорожной инфраструктуры не подразумевает эффективного повторного использования, поскольку их выщелачивание может привести к большему загрязнению грунтовых вод, чем их осаждение на свалке.Следовательно, требуется задача определения характеристик, которая будет обусловливать жизнеспособность включения отходов в новый материал или процесс.

Физические испытания, проведенные вокруг глины и шламов камнерезных пород, представляют собой испытания плотности частиц в соответствии со стандартом UNE-EN 1097-7 и индекса пластичности в соответствии со стандартами UNE 103103 и UNE 103104. Плотность Количество частиц рассчитывали пикнометрическим методом с последовательными измерениями веса и объемов в воде образца.С другой стороны, пластичность материалов для керамики важна, поскольку отражает их пластичность, а также процентное содержание глинистых частиц в материалах. Расчет индекса пластичности выполняется методом Касагранде, при этом предел жидкости оценивается с помощью чашки Касагранде и предел пластичности соответствующим методом. Оба теста точно определяют совместимость между глинами и шламами при резке камня, а также возможные объемные поправки, если плотность между двумя материалами сильно различается.

После оценки физических свойств была проведена химическая характеристика обоих материалов. С этой целью были проведены тесты элементного анализа на оборудовании TruSpec Micro марки LECO (LECO, Сент-Джозеф, Мичиган, США), потери при возгорании и рентгеновская флуоресценция на оборудовании ADVANT′XP + компании Thermo Fisher. торговая марка (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, США).

Тест элементного анализа определяет процентное содержание углерода, азота, водорода и серы в образце.Для этого образец сжигается и анализируются газы от горения. В свою очередь, потеря при прокаливании отражает потерю веса после воздействия на образец температуры 1000 ± 10 ° C, отражая процентное содержание органических веществ или карбонатов, присутствующих в образце. Потеря веса также может быть связана с преобразованием некоторых химических соединений или окислением некоторых химических элементов. Это важный тест для керамического сырья, поскольку температура аналогична температуре процесса спекания и отражает свойства конечного материала.Рентгеновский флуоресцентный тест определяет элементный состав проанализированных образцов, показывая неорганический состав материалов количественным методом.

С помощью определенных тестов можно будет оценить наличие вредных химических элементов, элементов, которые будут определять конечный продукт, или физических свойств, которые будут определять совместимость материалов. Таким образом можно оценить пригодность использования шламов для резки камня в керамике.

2.2.2. Соответствие образцов и физические испытания
После оценки пригодности исходных материалов различные группы образцов были сопоставлены с процентным содержанием глины и шламов камнерезных пород. Первую группу составляют образцы, состоящие только из глины. Эта группа была создана для того, чтобы иметь возможность легко сравнивать свойства керамических шламов и шламов для резки камня в разном процентном соотношении по сравнению с традиционным материалом, оценивая вариации физических и механических свойств.Впоследствии были выполнены различные группы образцов с прогрессивным процентом замещения глины осадком камнерезного шлама, равным 10%, до тех пор, пока не была получена последняя группа образцов со 100% шламом камнеобработки. Таким образом были получены группы образцов, которые были равномерно распределены во всех возможных комбинациях глин и камнерезных шламов. Состав различных групп согласованных образцов описан в Таблице 1.

Тестовые образцы из каждой группы были согласованы в соответствии с той же процедурой.Во-первых, оба элемента, глина и шламы для резки камня, были смешаны в соответствующих процентах согласно семейству. Позже их гомогенизировали и добавляли 10% воды в расчете на процентное содержание сухой смеси по массе, и снова смешивали. Следует отметить, что процент добавленной воды был эмпирически оценен как наиболее подходящий для этого типа материала и процесса уплотнения, более высокий процент вызывает выделение воды, а более низкий процент ведет к более низкой плотности и, следовательно, более низкой прочности на сжатие.Смесь упомянутых выше материалов преобразовывалась в стальную матрицу с внутренними размерами 60 мм в длину и 30 мм в ширину, получая образцы аналогичных пропорций. Уплотнение производили на автоматическом испытательном прессе модели AG-300kNX коммерческого бренда Shimadzu (Шимадзу, Киото, Япония). Эту конформацию выполняли с постоянной скоростью до тех пор, пока не было достигнуто максимальное напряжение уплотнения, 50 ± 1 МПа, это растяжение сохранялось в течение 1 мин, и матрица была удалена из испытательного пресса.Образцы, полученные с помощью этого метода, отражают те же значения, что и у материалов, изготовленных в промышленности, а также у материалов, изготовленных методом экструзии.

Затем образцы различных групп сушили при температуре 105 ± 2 ° C в течение 24 часов для постепенного удаления избытка воды и предотвращения образования трещин в процессе спекания. Эти высушенные образцы были измерены и взвешены для последующих испытаний.

Спекание образцов проводили в муфельной печи после загрузки всех образцов.Температуру повышали до 4 градусов Цельсия в минуту с комнатной до 950 ± 10 ° C. Эту температуру поддерживали в течение одного часа, и образцы снова охлаждали с той же скоростью.

Спеченные детали были подвергнуты серии стандартизированных испытаний для расчета их физических свойств, испытаний, которые необходимы в области керамических материалов для кирпича. Эти испытания предназначены для определения потери веса, линейной усадки (стандарт UNE-EN 772-16), капиллярного водопоглощения (стандарт UNE-EN 772-11), поглощения холодной воды (стандарт UNE-EN 772-21), открытой пористости и насыпная плотность (стандарт UNE-EN 772-4).

Вариации веса различных образцов до и после процесса спекания отражают линейную усадку и потерю веса образцов. Оба явления очень распространены в керамике, и их необходимо контролировать и ограничивать. Проведение этих испытаний на всех группах образцов точно отражало, как обе характеристики изменяются в зависимости от процентного содержания шламов при резке камня. С другой стороны, испытание на капиллярное водопоглощение состоит из частичного погружения образца в воду при комнатной температуре на короткое время в 1 мин, затем его взвешивания и вычисления этого отношения по разнице масс.Таким образом, это тест, который идеально отражает связь между порами керамического материала; характеристика, которая оказывает значительное влияние на другие свойства, такие как термическая или звукоизоляция.

В свою очередь, испытание на поглощение холодной воды состоит из полного погружения образцов на длительный период — 24 часа. По истечении этого времени образцы снова взвешивают и сравнивают с сухой массой, определяя водопоглощение. Таким образом, испытание отражает поглощающую способность керамики, что является фундаментальным фактом, который необходимо учитывать, когда эти керамические элементы находятся на открытом воздухе.

Наконец, испытание на открытую пористость и объемную плотность рассчитывается с помощью трех типов измерений веса образцов, сухого веса, веса водопоглощения и веса в погруженном состоянии, для этих расчетов, очевидно, необходимо использовать гидростатические весы. Из стандартизованных соотношений и взятия плотности воды по отношению к температуре испытания были рассчитаны открытая пористость и объемная плотность. Эти свойства керамики оказывают значительное влияние на несколько основных свойств, таких как прочность, легкость материала, теплоизоляция, звукоизоляция и т. Д.Следовательно, важно изучить изменение этих свойств в зависимости от процентного содержания шламов при резке камня.

2.2.3. Анализ цвета

Цвет — одна из характеристик керамики. Эта характеристика, не ограниченная нормативными требованиями, ограничивается керамической промышленностью. Процессы обеспечения качества в промышленности ограничивают максимально допустимые отклонения в цвете производимых элементов. Таким образом, кирпичи создадут одинаковые оттенки в конструкции.Следовательно, это очень важный фактор, который нельзя игнорировать.

Отходы, которые при добавлении к керамическому материалу создают материал с приемлемыми физическими и механическими свойствами, но который резко меняется по цвету, будут отбракованы в большинстве промышленных процессов.

На основании сказанного следует изучить изменение цвета и оценить причины, по которым оно возникает. В основном изменение цвета керамики обусловлено ее химическим составом, при условии, что процесс формования и спекания керамики аналогичен.Таким образом, в этом разделе будут представлены изображения образцов и отражено исследование причин изменения цвета и определение тех химических соединений, которые присутствуют в наиболее влиятельном шламе при резке камня.

Затем, и в этом отношении, чтобы субъективно определить цвет различных семейств керамики, цветовые координаты каждого семейства в основных цветах (красный, зеленый и синий) будут измерены колориметром (RGB- 2, PCE, Мешеде, Германия). Таким образом, можно графически воспроизвести цвет различных керамических материалов, изготовленных с увеличивающимся процентным содержанием камнерезного шлама, и определить, приемлемы ли они для производственной отрасли.

2.2.4. Испытание на прочность при сжатии

Кирпич — это керамический продукт, не имеющий аналогов в строительстве благодаря своим характеристикам, упомянутым выше, а также благодаря своей прочности. Другими словами, механическое сопротивление керамического материала является одним из фундаментальных свойств, которые должен обеспечивать продукт, и в этом отношении оно ограничивается европейскими правилами.

Испытание на прочность на сжатие проводилось с помощью автоматического испытательного пресса, который непрерывно регистрировал значения напряжения и деформации образца, определяя точку разрушения образца.Для проведения испытания образцы сушили, а затем испытывали в вышеупомянутом прессе при комнатной температуре. Испытание проводилось с постоянной скоростью нагрузки в секунду и выполнялось одинаково для всех согласованных образцов из разных групп в соответствии с упомянутым стандартом.

Европейский стандарт в этом отношении устанавливает минимальную прочность, ниже которой материал считается бракованным, на уровне 10 МПа. Следовательно, керамические семейства, которые демонстрируют более низкое сопротивление, чем указанное, будут отклонены, устанавливая предел включения шламов камнерезных работ в керамику.С другой стороны, семейства образцов с результатами, превышающими предел, установленный правилами, будут считаться приемлемыми и могут быть использованы для производства кирпичей.

Конструкционные изделия из глины | Британника

Конструкционные глиняные изделия , керамические изделия, предназначенные для использования в строительстве. Типичными конструкционными изделиями из глины являются строительный кирпич, тротуарный кирпич, терракотовая облицовочная плитка, кровельная черепица и дренажная труба. Эти предметы изготавливаются из обычных природных материалов, которые смешиваются с водой, принимают желаемую форму и обжигаются в печи, чтобы придать глиняной смеси прочную связь.Готовые изделия из конструкционной глины обладают такими важными свойствами, как несущая способность, износостойкость, устойчивость к химическому воздействию, привлекательный внешний вид и способность принимать декоративную отделку.

В этой статье рассматриваются сырье, свойства и общие области применения конструкционных глиняных изделий. В некоторых случаях делается ссылка на промышленные процессы, используемые при производстве конструкционных изделий из глины; Для более подробного описания этих процессов читателю отсылаем к статье традиционная керамика.

Сырье и обработка

Изделия из конструкционной глины состоят из 35–55 процентов глины или глинистых (глинистых) сланцев, 25–45 процентов кварца и 25–55 процентов полевого шпата. Как и во всех традиционных керамических изделиях, часть глины действует как формирователь, обеспечивая способность формования; кварц (кремнезем) служит наполнителем, придавая формованному объекту прочность; а полевой шпат служит флюсом, понижая температуру плавления глины и кварца во время обжига.Приведенные выше пропорции часто встречаются непосредственно в сланцевых месторождениях, поэтому смешивание часто не требуется. Кроме того, обогащение или дробление и измельчение добытого материала либо незначительное, либо вовсе не применяется. Используются местные глины или сланцы с очень переменным составом, чтобы снизить затраты на транспортировку. Цвет готового продукта зависит от примесей, в первую очередь оксидов железа, присутствующих в сырье. Цвета могут варьироваться от желтовато-коричневых и других светлых оттенков коричневого до красного и черного, в зависимости от того, существует ли в печи окислительная или восстановительная атмосфера.

При обработке изделий из конструкционной глины преобладают операции пластической формовки твердого раствора — например, операции прессования кирпича и экструзии кирпича или трубы (см. Рисунок 1). Эти процессы описаны в статье традиционной керамики. Сформированные объекты обычно обжигаются на непрерывной конвейерной ленте или в железнодорожных вагонах, когда изделия проходят через туннельную печь, переходя из комнатной температуры в горячую зону и, наконец, в более холодную зону на другом конце.

Рис. 1: Столб глины, выходящий из фильеры шнекового экструдера перед разрезанием на кирпичи.

Mark B. Mahoney / Sioux City Brick & Tile Company, Де-Мойн, Айова Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Недвижимость

Свойства конструкционных глиняных изделий определяются размером частиц, температурой обжига и конечной микроструктурой. По сравнению с более мелкими керамическими изделиями, такими как белые керамические изделия, используются более крупные частицы наполнителя и более низкие температуры обжига — обычно в диапазоне от 1050 ° до 1100 ° C (приблизительно от 1925 ° до 2000 ° F).При таких низких температурах частицы наполнителя (обычно дробленый кварц) обычно не подвергаются воздействию. Вместо этого глина или сланцевые ингредиенты содержат достаточно примесей, чтобы плавиться и образовывать стекло, таким образом связывая частицы вместе. Как и в случае с белыми изделиями, в эту стекловидную фазу прорастают иглы кристаллического муллита. Полученная микроструктура состоит из крупных вторичных частиц, внедренных в матрицу из мелкозернистого муллита и стекла, и все они содержат значительный объем крупных пор.

Из-за наличия крупных и мелких частиц в их микроструктуре изделия из обожженной глины имеют относительно высокую прочность на сжатие.Эта способность выдерживать относительно большие нагрузки без разрушения является основным свойством, позволяющим использовать эти продукты в строительстве. Размер и количество пор также важны. При недогреве изделия из конструкционной глины имеют низкую прочность и плохую устойчивость к морозу и замерзанию из-за наличия множества мелких пор в областях глины. С другой стороны, в перегоревшей посуде слишком много стекла. Он прочный, но хрупкий и подвержен разрушению при механических и термических нагрузках. Кроме того, невозможно получить хорошее сцепление при использовании стеклянных продуктов с растворами.Однако мелкие поры и высокое содержание стекла желательны, когда требуется химическая стойкость и непроницаемость для проникновения воды.

Продукты

По некоторым оценкам, изделия из конструкционной глины составляют до 50 процентов всего рынка керамики. Отрасль очень консервативна, ее разработки направлены в первую очередь на автоматизацию и минимизацию трудозатрат, а не на внедрение новых продуктов.

Существует широкий ассортимент изделий из конструкционной глины, которые широко классифицируются как облицовочные материалы, несущие материалы, материалы для мощения, кровельная черепица и химически стойкие материалы.Примеры облицовочных материалов: облицовочный кирпич, терракота, кирпичный шпон, скульптурный кирпич, глазурованный кирпич и плитка, декоративный кирпич. Строительный кирпич, пустотелый кирпич и конструкционная плитка для полов и стен являются примерами несущих материалов. Материалы для мощения включают брусчатку для легких дорожных покрытий, плитку для карьеров и кирпич для мощения — последний раз использовался чаще, чем в настоящее время. Кровельная черепица довольно распространена во многих частях мира, особенно выделяются красный и черный цвета. К химически стойким материалам относятся канализационная труба, кирпич для промышленного пола, дренажная плитка, облицовка дымохода, кирпич для дымохода и химический керамогранит.

Производство, свойства и использование кирпича и плитки подробно описаны в статье «Кирпич и плитка».

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • строительство

    Строительство, методы и промышленность, связанные со сборкой и возведением конструкций, в первую очередь тех, которые используются для обеспечения жильем.Строительство — это древняя человеческая деятельность. Все началось с чисто функциональной потребности в контролируемой среде, чтобы…

  • традиционная керамика

    Традиционная керамика, керамические материалы, полученные из обычного природного сырья, такого как глинистые минералы и кварцевый песок.Благодаря промышленным процессам, которые в той или иной форме практиковались на протяжении веков, из этих материалов превращаются такие знакомые продукты, как фарфоровая посуда, глиняный кирпич и плитка, промышленные абразивы и…

  • кирпич и плитка

    Кирпич и черепица, изделия из конструкционной глины, выпускаемые в виде стандартных единиц, используемые в строительстве.Кирпич, впервые полученный в высушенном на солнце виде не менее 6000 лет назад и предшественник широкого спектра конструкционных глиняных изделий, используемых сегодня, представляет собой небольшой строительный блок в форме прямоугольника…

Научные принципы

Научные принципы

Введение:

Керамика обладает характеристиками, позволяющими использовать ее в широкий спектр применений, включая:

  • высокая теплоемкость и низкий нагрев проводимость
  • коррозионная стойкость
  • электрически изолирующие, полупроводниковые или сверхпроводящие
  • немагнитные и магнитные
  • твердый и прочный, но хрупкий

Разнообразие их свойств проистекает из их склеивания и кристаллические структуры.

Атомная связь:

В керамических материалах встречаются два типа механизмов связывания: ионный и ковалентный. Часто эти механизмы сосуществуют из того же керамического материала. Каждый тип связи приводит к разным характеристики.

Ионные связи чаще всего возникают между металлическими и неметаллическими элементами. элементы, которые имеют большие различия в своей электроотрицательности. Ионно-связанный конструкции, как правило, имеют довольно высокие точки плавления, так как связи прочные и ненаправленные.

Другим важным механизмом соединения в керамических структурах является Ковалентная связь. В отличие от ионных связей, по которым переносятся электроны, ковалентно связанные атомы разделяют электроны. Обычно элементы вовлечены неметаллические и имеют небольшую электроотрицательность различия.

Многие керамические материалы содержат как ионные, так и ковалентные связи. Общие свойства этих материалов зависят от доминирующего склеивающий механизм. Соединения, которые являются либо в основном ионными, либо в основном ковалентные имеют более высокие температуры плавления, чем соединения, в которых ни один из видов связи не преобладает.

Таблица 1: Сравнение% ковалентного и ионного характера с несколькими температурами плавления керамического компаунда.
Керамическое соединение Точка плавления % Ковалентный характер % Ионный символ
Оксид магния 2798 27% 73%
Оксид алюминия 2050 37% 63%
905 905 905 905 Диоксид кремния 51%
Нитрид кремния 1900 70% 30%
Карбид кремния 2500 89% 11%

Классификация:

Керамические материалы можно разделить на два класса: кристаллические и аморфные (некристаллические).В кристаллическом материалы, точка решетки занята либо атомами, либо ионами в зависимости от механизма связывания. Эти атомы (или ионы) расположены в регулярно повторяющемся узоре в трех измерений (т.е. имеют дальний порядок). В отличие, в аморфных материалах атомы обладают только ближним порядком. Некоторые керамические материалы, такие как диоксид кремния (SiO 2 ), могут существуют в любой форме. Кристаллическая форма SiO 2 результаты когда этот материал медленно охлаждается от температуры (T> T MP @ 1723 ° C).Способствует быстрому охлаждению некристаллическое образование, так как время не отводится на заказ договоренности сформировать.

 Диоксид кремния кристаллический Аморфный диоксид кремния
(обычный узор) (случайный узор) 
Рисунок 1 : Сравнение физического строения обоих кристаллический и аморфный диоксид кремния

Тип связи (ионная или ковалентная) и внутренняя структура (кристаллическая или аморфная) влияет на свойства керамические материалы.Механические, электрические, тепловые и оптические Свойства керамики будут рассмотрены в следующих разделах.

Тепловые свойства:

Важнейшие термические свойства керамических материалов: теплоемкость, тепловое расширение коэффициент и теплопроводность. Многие приложения керамика, например, ее использование в качестве изоляционных материалов, относится к эти свойства.

Тепловая энергия может храниться или передаваться твердым телом.Способность материала поглощать тепло из окружающей среды составляет его теплоемкость. В твердых материалах при T> 0 K атомы постоянно вибрирует. На колебания атомов также влияют колебания соседних атомы через связь. Следовательно, колебания могут передаваться через твердое тело. Чем выше температура, тем выше частота вибрации и тем короче длина волны связанной с ней упругой деформации.

Потенциальная энергия между двумя связанными атомами может быть схематично представлено схемой:

Рисунок 2: График, изображающий потенциальную энергию между двумя связанными атомы

Расстояние, на котором минимальная энергия (потенциальная яма) представляет собой то, что обычно называют длиной связи.Хороший аналогия — сфера, прикрепленная к пружине, с равновесием положение пружины, соответствующее атому на длине связи (потенциальная яма). Когда пружина сжимается или растягивается из положения равновесия, сила, тянущая его обратно к положение равновесия прямо пропорционально смещению (Закон Гука). После смещения частота колебаний равна наибольшая, когда есть большая жесткость пружины и шар с малой массой. Керамика обычно имеет прочные связи и легкие атомы.Таким образом, они могут иметь высокочастотные колебания атомов с малыми возмущения в кристаллической решетке. В результате они обычно имеют как высокую теплоемкость, так и высокую температуру плавления температуры.

С повышением температуры амплитуда колебаний связей увеличивается. Асимметрия кривой показывает, что межатомная расстояние также увеличивается с температурой, и это наблюдается как тепловое расширение. По сравнению с другими материалами керамика с сильные связи имеют глубокие и узкие кривые потенциальной энергии и, соответственно, малые коэффициенты теплового расширения.

Проведение тепла через твердое тело связано с передачей тепла энергия между колеблющимися атомами. Продолжая аналогию, рассмотрим каждая сфера (атом) должна быть связана со своими соседями сетью из пружины (связки). Вибрация каждого атома влияет на движение соседних атомов, и в результате возникают упругие волны, которые распространяются через твердое тело. При низких температурах (до около 400), энергия проходит через материал преимущественно через фононы, упругие волны, которые проходят через скорость звука.Фононы — это результат колебаний частиц, которые увеличение частоты и амплитуды при повышении температуры. Фононы путешествуют через материал, пока не рассеются, либо за счет фонон-фононного взаимодействия *, либо на дефектах решетки. Фононная проводимость обычно уменьшается с повышением температуры в кристаллическом материалы по мере увеличения количества рассеяния. Аморфная керамика которые не имеют упорядоченной решетки, испытывают еще большее рассеяние, и поэтому плохие проводники.Те керамические материалы, которые состоит из частиц одинакового размера и массы с простыми структуры (такие как алмаз или BeO) подвергаются наименьшему количеству рассеивают и поэтому обладают наибольшей проводимостью.

При более высоких температурах фотон проводимость (излучение) становится преобладающим механизмом передача энергии. Это быстрая последовательность поглощения и испускания фотонов, которые путешествовать со скоростью света. Этот режим проведения особенно важно в стекле, прозрачный кристаллическая керамика и пористая керамика.В этих материалах теплопроводность увеличивается с повышением температуры.

Хотя на теплопроводность влияют неисправности или дефекты кристаллической структуры, изоляционные свойства керамика существенно зависит от микроскопических дефектов. В передача любого типа волны (фононной или фотонной) прерывается границами зерен и поры, поэтому более пористые материалы являются лучшими изоляторами. Использование керамических изоляционных материалов для печей и промышленных печи — одно из применений изоляционных свойств керамические материалы.

Электронный механизм переноса тепла относительно не имеет значения в керамике, потому что заряд локализован. Этот механизм очень важно, однако, для металлов, которые имеют большое количество свободные (делокализованные) электроны.

* Фонон-фононные взаимодействия — еще одно следствие асимметрия потенциала взаимодействия между атомами. Когда разные фононы перекрываются в месте расположения конкретного атома, колебательные амплитуды накладываются друг на друга.В асимметричном потенциале ну, кривизна меняется в зависимости от смещения. Этот означает, что жесткость пружины, с помощью которой удерживается атом, также изменения. Следовательно, атом имеет тенденцию колебаться с другая частота, что дает другой фонон.

Таблица 2 : Сравнение термических свойств различных керамические материалы. F 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 849 740
Материал Плавка Температура () Теплоемкость
(Дж / кг · К)
Коэффициент линейного расширения
1 / Cx10 -6
Теплопроводность
(Вт / м K)
Алюминий металлический 660 900 23.6 247
Медь металлическая 1063 386 16,5 398
Глинозем 2050 775 0,5 2,0
Натриево-известковое стекло 700 840 9,0 1,7
Полиэтилен 120 2100 6052050 038
Полистирол 65-75 1360 50-85 0,13

Одно из самых интересных высокотемпературных приложений керамические материалы — их использование на космическом шаттле. Почти весь экстерьер шаттла покрыт керамической плиткой. из волокон аморфного кремнезема высокой чистоты. Те, кто подвергается при самых высоких температурах добавлен слой стекла с высоким коэффициентом излучения. Эта плитка выдерживает температуру до 1480 C в течение ограниченное количество времени.Некоторые из испытанных высоких температур шаттлом во время входа и подъема показаны на рисунке 3.

Рисунок 3: Схема подъема и спуска космического челнока. температуры

Температура плавления алюминия 660 C. Плитка сохраняет температура алюминиевого корпуса шаттла не ниже 175 C, а внешняя температура может превышать 1400 C. Плитка быстро остывает, поэтому после воздействия такой высокой температуры они достаточно прохладные, чтобы их можно было держать голыми руками в около 10 секунд.Удивительно, но толщина этих керамических плитки варьируются от 0,5 до 3,5 дюймов.

Рисунок 4: График внутренней температуры плитки по сравнению с плиткой толщина.

Челнок также использует керамические аппликации в тканях для зазоров. наполнители и термобарьеры, армированные углерод-углеродные композиты для носового обтекателя и передней кромки крыла, а также при высоких температурах стеклянные окна.

Оптические свойства:

Оптическое свойство описывает то, как материал реагирует на воздействие света.Видимый свет — это форма электромагнитного излучение с длинами волн от 400 до 700 нм соответствует диапазону энергий от 3,1 до 1,8 электрон-вольт (эВ) (от E = hc /, где c = 3 x 10i 17 нм / с и h = 4,13 · 10 -15 эВ · с).

Когда свет падает на объект, он может пропускаться, поглощаться или размышлял. Материалы различаются по своей способности пропускать свет и обычно описываются как прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные.Прозрачные материалы, такие как стекло пропускает свет с небольшим поглощением или отражением. Материалы, пропускающие свет диффузно, например, матовое стекло, полупрозрачны. Непрозрачные материалы не пропускают свет.

Два важных механизма взаимодействия света с частицы в твердом теле — это электронные поляризации и переходы электронов между различными энергетическими состояниями. Искажение электронное облако атома электрическим поле, в данном случае электрическое поле света, равно описывается как поляризация.В результате поляризации некоторые энергия может быть поглощена, т.е. преобразована в упругие деформации (фононы) и, следовательно, тепло. С другой стороны, поляризация может распространяться как связанная с материалом электромагнитная волна со скоростью, отличной от скорости света. Когда свет поглощается и переизлучаемый с поверхности на той же длине волны, он называется отражение. Например, металлы обладают высокой отражающей способностью, а те с серебристым внешним видом отражают весь видимый свет.Уровни энергии электронов квантуются, т.е. каждый электрон переход между уровнями требует определенного количества энергия. Поглощение энергии приводит к смещению электронов из основного состояния в высшее, возбужденное состояние. Электроны затем вернуться в основное состояние, сопровождаемое повторной эмиссией электромагнитного излучения.

В неметаллах нижние энергетические связывающие орбитали составляют то, что называется валентной зоной, а разрыхляющие орбитали с более высокой энергией образуют зону проводимости.В разделение между двумя зонами — это ширина запрещенной зоны, и обычно она велика. для неметаллов, меньшего размера для полупроводников и отсутствующего в металлах.

Диапазон энергий для видимого света составляет от 1,8 до 3,1 эВ. Материалы с запрещенной зоной в этом диапазоне будут поглощать эти соответствующие цвета (энергии) и передать другим. Они будут прозрачными и цветными. За Например, ширина запрещенной зоны фотоэлементов из сульфида кадмия составляет около 2.4 эВ, поэтому он поглощает компоненты видимого света с более высокой энергией (синий и фиолетовый). Оно имеет желто-оранжевый цвет в результате переданных участков спектр. Этот тип световой проводимости называется фотопроводимостью.

Материалы с энергией запрещенной зоны менее 1,8 эВ будут непрозрачными. потому что весь видимый свет будет поглощаться электронными переходами от валентности к зоне проводимости. Рассеяние этого поглощенная энергия может быть прямым возвратом в валентную зону или более сложные переходы с участием примесей.Чистые материалы с энергией запрещенной зоны более 3,1 эВ не будет поглощать свет в видимый диапазон и будет казаться прозрачным и бесцветным.

Свет, излучаемый переходами электронов в твердых телах, равен называется люминесценцией. Если это произойдет для короткое время это флуоресценция, а если длится дольше это фосфоресценция.

Свет, который передается из одной среды в другую, например из воздуха в стекло, преломляется.Это явный изгиб световых лучей, возникающих в результате изменения скорости света. Показатель преломления (n) материал — это отношение скорости света в вакууме (c = 3 x 10 8 м / с) до скорости света в этом материале (n = резюме). Изменение скорости является результатом электронной поляризации. Поскольку эффект поляризации увеличивается с увеличением размера атомы, стекла, содержащие ионы тяжелых металлов (например, свинца кристалл) имеют более высокие показатели преломления, чем составленные из более мелкие атомы (например, натриево-известковое стекло).

Рисунок 5: На этом рисунке показано преломление света, как оно переходит от среды с низкой оптической плотностью (например, воздуха) к среде с более высокой оптической плотностью (например, вода или стекло). Свет поддерживает его частота, но его скорость изменяется в более плотной среде. Следовательно, длина волны должна соответственно измениться. Закон Снеллиуса (n 1 sin q 1 = n 2 sin q 2 ) можно использовать для связи показателей преломления (n), углов (q) падения и преломления, а также скорости (v) света в двух СМИ: n 1 / n 2 = q 2 / q 1 = v 1 / v 2 )

Внутреннее рассеяние света в прозрачной по своей природе материал может сделать материал полупрозрачным или непрозрачным.Такой рассеяние происходит на флуктуациях плотности, границах зерен, фазовых границах и поры.

Многие приложения используют преимущества оптических свойств материалы. Прозрачность очков делает их полезными для окна, линзы, фильтры, посуда, лабораторная посуда и предметы искусства. Преобразование света в электричество — основа для использования полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия в лазерах и широкое использование светодиодов (светодиодов) в электронике устройств.Флуоресцентная и фосфоресцентная керамика используется в электрические лампы и телевизионные экраны. Наконец, оптические волокна передавать телефонные разговоры, сигналы кабельного телевидения и компьютерные данные, основанные на полном внутреннем отражении света сигнал.

Механические свойства:

Механические свойства описывают реакцию материала силам, нагрузкам и ударам. Керамика — прочный, твердый материал которые также устойчивы к коррозии (долговечны).Эти свойства, вместе с их низкой плотностью и высокой температурой плавления делают керамика привлекательные конструкционные материалы.

Применение современной керамики в конструкциях включает компоненты автомобильных двигателей, брони для военной техники и самолетов конструкции. Например, карбид титана имеет примерно в четыре раза больше прочность стали. Таким образом, стальной стержень в конструкции самолета может быть заменен стержнем из TiC, который будет выдерживать ту же нагрузку на половину диаметр и 31% веса.

Другие приложения, использующие преимущества механических свойства керамики включают использование глины и цемента в качестве конструкционные материалы. Оба могут быть сформированы и отформованы во влажном состоянии, но при высыхании получается более твердый и прочный предмет. Очень твердые материалы такие как оксид алюминия (Al 2 O 3 ) и карбид кремния (SiC) используются в качестве абразивов для шлифовка и полировка.

Основным ограничением керамики является ее хрупкость, т.е.е., склонность к внезапному выходу из строя при небольшой пластической деформации. Это особенно беспокойство, когда материал используется в конструкционных приложениях. В металлов, делокализованные электроны позволяют атомам изменять соседи, не нарушая полностью структуру связи. Этот позволяет металлу деформироваться под нагрузкой. Работа сделана как узы смещение при деформации. Но в керамике из-за комбинированного ионный и ковалентный механизм связывания, частицы не могут сдвигаться с легкостью.Керамика ломается при приложении слишком большого усилия, и работа, проделанная по разрыву связей, при растрескивании создает новые поверхности.

Рисунок 6 : Напряжение-деформация диаграммы для типичных (а) хрупких и (б) пластичных материалов

Хрупкое разрушение происходит образование и быстрое распространение трещин. В кристаллических твердых телах трещины прорастают сквозь зерна (межзерновые) и по спайности плоскости в кристалле. Полученная изломанная поверхность может иметь зернистая или грубая текстура.Аморфные материалы не содержат зерен и правильные кристаллические плоскости, поэтому изломанная поверхность более вероятно, будет гладким на вид.

Теоретическая прочность материала — это напряжение при растяжении. это было бы необходимо, чтобы разорвать связи между атомами в идеальном твердое тело и разобрать объект. Но все материалы, в том числе керамика, содержат незначительные структурные и производственные дефекты, которые сделать их значительно слабее идеальной прочности.Любой недостаток, такие как поры, трещины или включения, вызывают напряжение концентрация, которая усиливает приложенное напряжение. Поры также уменьшить площадь поперечного сечения, по которой действует нагрузка. Таким образом, более плотные, менее пористые материалы обычно прочнее. По аналогии, чем меньше размер зерна, тем лучше механические свойства.

На самом деле керамика — это самый прочный из известных монолитных материалов, и они обычно поддерживают значительную часть своих прочность при повышенных температурах.Например, нитрид кремния (Si 3 N 4 , = 3,5 г / см 3 ) роторы турбокомпрессора имеют прочность на излом 120 тысяч фунтов на квадратный дюйм при 70 F и 80 тысяч фунтов на квадратный дюйм при 2200 F.

Рисунок 7 : Испытания на растяжение, сжатие и изгиб для материалы

Прочность на сжатие (раздавливание) важна для керамики, используемой в конструкции, такие как здания или огнеупорный кирпич. Сжимающий прочность керамики обычно намного превышает их предел прочности на разрыв.Чтобы компенсировать это, керамику иногда подвергают предварительному напряжению в сжатом состоянии. Таким образом, когда керамический объект подвергается растягивающей силе, приложенная нагрузка должна преодолевать сжимающие напряжения (внутри объекта) прежде, чем дополнительные растягивающие напряжения могут увеличиться и нарушить объект. Безопасное стекло (термически закаленное стекло) является одним из примеров такого материала. Керамика обычно довольно неэластичны и не гнутся, как металлы. Жесткость зависит от состав и структура.Способность к обратимой деформации есть измеряется модулем упругости. Материалы с прочным сцеплением требуют больших усилий для увеличения пространство между частицами и имеют высокие значения модуля упругости эластичность. Однако в аморфных материалах больше свободных пространство для перемещения атомов под приложенной нагрузкой. Как результат, аморфные материалы, такие как стекло, легче изгибаются, чем кристаллические материалы, такие как оксид алюминия или нитрид кремния.

Вязкость разрушения способность противостоять разрушению при наличии трещины.Это зависит от геометрия объекта и трещины, приложенное напряжение, и длина трещины. Разрабатываются композиты, которые сохраняют желаемые свойства керамики, уменьшая их склонность к разрушению. Например, введение углерода усы волокна препятствуют распространению трещин по керамике и повышает прочность.

Стеклокерамика, такая как используются для изготовления посуды, состоящей из стеклянной матрицы в какие крошечные керамические кристаллы растут, так что конечная матрица фактически состоит из мелких кристаллических зерен (средний размер <500 нм).Поскольку размер их зерен очень мал, эти материалы прозрачный для света. Кроме того, поскольку прочность на излом обратно пропорционально квадрату размера зерна, материалы прочные. Другими словами, наличие кристаллов улучшает механические и термические свойства стекла - стеклокерамика прочна, устойчива к термическому удару и хороша теплопроводники.

Электрические свойства:

Электрические свойства керамических материалов сильно различаются, с характерными мерами, охватывающими многие порядки величины (см. Таблицу 3).Керамика, вероятно, больше всего известна как электрическая. изоляторы. Некоторые керамические изоляторы (например, BaTiO 3 ) могут быть поляризованными и использоваться в качестве конденсаторов. Прочая керамика проводит электроны, когда достигается пороговая энергия, и поэтому называются полупроводники. В 1986 году был открыт новый класс керамики, высокий T c сверхпроводников. Эти материалы проводят электричество практически с нулевым сопротивлением. Наконец, керамика известные как пьезоэлектрики могут генерировать электрический ответ на механическую силу или наоборот.

Таблица 3 : Удельное электрическое сопротивление различных материалы. CuO 905 905 906
Тип Материал Удельное сопротивление (-см)
Металлические проводники: Медь 1,7 x 10 -6
Полупроводники: SiC 10
Германий 40
Изоляторы: Противопожарные глиняного кирпича 10 8
Si 3 Н 4 > 10 14
Полистирол 10 18
Сверхпроводники: YBa 2 Cu 905- x O 3 22 (ниже T c )

Любой, кто использовал портативный кассетный плеер, личный компьютер или другое электронное устройство использует керамические диэлектрические материалы.Диэлектрик Материал представляет собой изолятор, который может поляризоваться на молекулярном уровне. уровень. Такие материалы широко используются в конденсаторах, устройствах, которые используются для хранения электрического заряда. Строение конденсатора показан на схеме.

Рисунок 8 : Схема конденсатора.

Заряд конденсатора хранится между двумя его пластинами. Количество заряда (q), которое он может удерживать, зависит от его напряжения. (В) и его емкость (С).

q = CV

Диэлектрик вставлен между пластинами конденсатора, увеличение емкости системы в раз, равное ее диэлектрической проницаемости k.

q = (кКл) V

Использование материалов с большой диэлектрической проницаемостью позволяет большие количества заряда должны храниться на очень маленьких конденсаторах. Это значительный вклад в продолжение миниатюризация электроники (например, портативных компьютеров, портативных CD-плееры, сотовые телефоны, даже слуховые аппараты!).

Диэлектрическая прочность материал — это его способность постоянно удерживать электроны на высоком Напряжение. Когда конденсатор полностью заряжен, практически нет ток, проходящий через него.

Но иногда очень сильные электрические поля (высокое напряжение) возбуждают большое количество электронов из валентной зоны в зона проводимости. Когда это происходит, ток течет через диэлектрик и часть накопленного заряда теряется.Это может быть сопровождается частичным разрушением материала плавлением, горение и / или испарение. Магнитный напряженность поля, необходимая для разрушения материала, составляет его диэлектрическая прочность. Некоторые керамические материалы имеют чрезвычайно высокую диэлектрическая прочность. Например, электрический фарфор может обрабатывать до 300 вольт на каждые 0,001 дюйма (мил) материала!

Таблица 4 : Константы электрических свойств различных керамических материалов материалы. 14-110 9 905 Электрический ток в твердых телах чаще всего является результатом поток электронов (электронная проводимость).Металлы, мобильные, проводящие электроны рассеиваются на тепловых колебаниях (фононах), и это рассеяние наблюдается как сопротивление. Таким образом, в металлах удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. В отличие, валентные электроны в керамических материалах обычно не находятся в зона проводимости, поэтому большинство керамических материалов считаются изоляторами. Однако электропроводность можно увеличить, допировав материал примеси. Тепловая энергия также продвигает электроны в зона проводимости, так что в керамике проводимость увеличивается (и удельное сопротивление уменьшается) при повышении температуры.

Хотя керамика исторически считалась изоляционной материалы, керамические сверхпроводники были открыты в 1986 году. сверхпроводник может передавать электрический ток без сопротивления или потеря мощности. Для большинства материалов удельное сопротивление постепенно уменьшается. при понижении температуры. У сверхпроводников есть критический температура, Т c , при которой сопротивление резко падает практически до нуля.

Рисунок 9 : Зависимость удельного электрического сопротивленияТемпература для сверхпроводящие и несверхпроводящие материалы.

Чистые металлы и металлические сплавы были первыми известными сверхпроводники. У всех были критические температуры на уровне 30К или ниже и требовалось охлаждение жидким гелием. Новая керамика сверхпроводники обычно содержат плоскости оксида меди, такие как YBa 2 Cu 3 O 7 обнаружен в 1987 г. T c = 93 К. У них критические температуры выше температура кипения жидкого азота (77.4 K), что делает многие потенциальные применения сверхпроводников гораздо более практичны. Это связано с более низкой стоимостью жидкого азота и более легким проектирование криогенных устройств.

Рисунок 10 : Элементарная ячейка для YBCO сверхпроводник.

Помимо их критической температуры, два других параметра Определите область, в которой керамический материал является сверхпроводящим: 1) критический ток и 2) критическое магнитное поле. Так долго как условия находятся в пределах критических параметров температуры, ток и магнитное поле, материал ведет себя как сверхпроводник.Если любое из этих значений превышено, сверхпроводимость разрушена.

Применение сверхпроводников, зависящих от их тока грузоподъемность включает выработку, хранение и хранение электроэнергии распределение. СКВИДЫ (сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства) электронные устройства, которые используют сверхпроводники как чувствительные детекторы электромагнитного излучения. Возможные применения в область медицины включает разработку передовых МРТ (Магнитно-резонансная томография) аппараты на основе магнитов из сверхпроводящие катушки.

Магнитные применения сверхпроводников также имеют большое значение. важность. Сверхпроводники — идеальные диамагнетики, а это значит, что они отталкивают магнитные поля. Это исключение приложенного магнитного поля называется эффектом Мейснера и является основой предлагаемого использования сверхпроводники для магнитной левитации поездов.

Некоторые керамические изделия обладают необычным свойством пьезоэлектричества, или давление электричество. Это часть класса, известного как «умный» материалы, которые часто используются в качестве датчиков.В пьезоэлектрике материал, приложение силы или давления на его поверхность индуцирует поляризацию и создает электрическое поле, т.е. превращает механическое давление в электрический импульс. Пьезоэлектрические материалы используются для изготовления преобразователей, которые встречается в таких распространенных устройствах, как звукосниматели для фонографов, эхолоты, микрофоны и различные типы датчиков. В керамических материалах, электрический заряд также может переноситься ионами. Это свойство может быть адаптированным с помощью химического состава, и является основой для многих коммерческих приложений.Они варьируются от химических датчики для крупных генераторов электроэнергии. Один из многих Известная технология — это топливные элементы. Он основан на способность определенной керамики пропускать кислородные анионы, в то же время являясь электронными изоляторами. Цирконий (ZrO 2 ), стабилизированный кальцием (CaO), является примером такой твердый электролит.

Топливные элементы были впервые использованы в космических кораблях, таких как Аполлон. капсулы и космический корабль.Ночью использовались топливные элементы. для выработки электроэнергии путем сжигания водорода и кислорода из газовые баллоны. В течение дня солнечные батареи взяли верх, и избыточная мощность использовалась для очистки и регенерации кислорода из выхлопных газов. и атмосфера, выдыхаемая космонавтами. Лямбда-зонд в выпускной коллектор автомобилей работает по такому же принципу и является используется для контроля эффективности двигателя.

Обработка керамики:

Обработка керамических материалов описывает способ, которым керамические предметы (например,г., стеклопакеты, лопатки ротора турбокомпрессора, световоды, конденсаторы).

Обработка начинается с сырья, необходимого для производства готовых компонентов и включает в себя множество отдельных шагов, которые отличаются существенно зависит от типа керамического материала, кристаллический против стекла.

Материал Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц Электрическая прочность (кВ / см)
Воздух 1.00059 30
Полистирол 2,54 — 2,56 240
Глинозем 4,5 — 8,4 16-63
Фарфор 6,0 — 8,0 16-157
Диоксид титана
Обработка кристаллической керамики Обработка стекла
Выбор сырья Сырье Выбор материала
Подготовка Плавление
Уплотнение Заливка
Спекание Отжиг

Выбор сырья включает в себя получение и подготовку правильные материалы для конечного продукта.Традиционное использование керамики различные формы глины. Производители стекла начинают с кремнезема. В современной керамике используется несколько различных материалов в зависимости от приложения (т. е. необходимые свойства).

Материал Использует
Al 2 O 3 (алюминий оксид) Изолирующие тела свечей зажигания,
подложки для микроэлектронной упаковки
MgO (оксид магния) электрические изоляторы, огнеупорный кирпич
SiO 2 (диоксид кремния) посуда, оптические волокна
2 оксид циркония 906 ZrO15 цирконий, датчики кислорода
SiC (карбид кремния) печь детали, нагревательные элементы, абразивы
Si 3 N 4 (кремний нитрид) роторы турбокомпрессора, поршневые клапаны

Для кристаллической керамики характеристики необработанной материалы (порошки), такие как размер частиц и чистота, очень важны, поскольку они влияют на структуру (например,г., крупность) и свойства (например, прочность) конечного компонента. Поскольку сила увеличивается с уменьшением размера зерна, большинство исходных порошков измельченный (или измельченный) для получения тонкого порошка (диаметр <1 м). Поскольку сухие порошки трудно придавать форму, технологические добавки, такие как вода, полимеры и т. д., добавляются в улучшить их пластичность. Консолидация предполагает формирование керамической смеси в заданную форму. Есть много техник доступны для этого шага:

Рис. 11 : Вспомогательные средства для обработки керамики.

Спекание — последний этап процесса. Спекание при высоком температуры (от 800 до 1800 C) вызывают уплотнение, которое придает керамическому изделию прочность и другие свойства. Во время этого процесса отдельные керамические частицы сливаются в образуют непрерывную сплошную сетку, а поры устраняются. Обычно микроструктура спеченный продукт содержит плотные зерна, где отдельные зерна состоит из множества исходных частиц.

Рисунок 12 : Микроструктура необработанного, формованного и спеченного керамические изделия

Обработка стекла отличается от обработки кристаллов. Один из соображений, которые необходимо изучить, является укрепление поведение стекла. Очки чаще всего производятся быстрым закалка расплава. Это означает, что элементы, составляющие стекло материалы не могут двигаться в положения, которые позволяют им образовывать кристаллическая закономерность.В результате стеклянная структура неупорядоченный или аморфный.

Одна из самых заметных характеристик очков — это способ они изменяются между твердым и жидким состояниями. В отличие от кристаллов, которые внезапно преобразуются при определенной температуре (т. е. их плавление точка) очки претерпевают постепенный переход. Между таянием температура (Т м ) вещества и так называемая температура стеклования (Т г ), вещество считается переохлажденной жидкостью.Когда стекло работал между Т г и Т м , можно добиться практически любой формы. Техника выдувания стекла — увлекательная демонстрация невероятной способности деформировать стекло.

Рисунок 13 : График зависимости удельного объема от температуры для типичный керамический материал

Обработка стекла не требует частиц оптимального размера (хотя мелкие кусочки тают быстрее). Выбор стекольного сырья материалы и химические добавки (которые, например, могут изменить цвет стекла) нагреваются (700 — 1600 С), растапливается и, наконец, выливается в форму или тарелку для быстрого охлаждения.Существует четыре различных метода формования, используемых для изготовления стекло.

Формование волокна 905 оптика
Техника Применение
Прессование Столовая посуда
Выдувание Банки
Чертеж Окна

Во время формирования стекла могут возникать напряжения, вводится быстрым охлаждением или специальной обработкой, чтобы стекло потребности (например, наслоение или укрепление).Дополнительное тепло лечение нужно, чтобы «залечить» стекло. Отжиг, при котором стекло нагревается до точки отжига (температура чуть ниже температуры размягчения точка, в которой вязкость составляет приблизительно 10 8 Пуаз), а затем медленно охлаждают до комнатной температуры, является одним из таких процесс. Закалка также является последующей термообработкой стекла. обработка, при которой стекло повторно нагревается и охлаждается в масле или струя воздуха, так что внутренняя и внешняя части имеют разные характеристики.Закалка снижает склонность стекла к разрушению. Закаленное стекло можно использовать в условиях, подверженных нагрузкам. как окна машины.

Резюме:

Термин «керамика» когда-то относился только к материалам на основе глины. Однако новые поколения керамических материалов чрезвычайно расширили объем и количество возможных приложений. Многие из эти новые материалы оказывают большое влияние на нашу повседневную жизнь и на наше общество.

Керамические материалы представляют собой неорганические соединения, обычно оксиды, нитриды или карбиды. Связь очень прочная — ионная или сеть ковалентная. Многие принимают кристаллические структуры, но некоторые формы очки. Свойства материалов являются результатом склеивание и структура.

Керамика выдерживает высокие температуры, хорошо термически изоляторы и не сильно расширяются при нагревании. Это заставляет их отличные тепловые барьеры, начиная от футеровки промышленные печи для покрытия космического шаттла, чтобы защитить его от высоких температур на входе.

Стекла — это прозрачная аморфная керамика, широко используемая. в окнах, линзах и многих других знакомых приложениях. Свет может вызывают электрический отклик в некоторых керамических изделиях, называемый фотопроводимость. Волоконно-оптический кабель быстро заменяет медь для связи, так как оптические волокна могут нести больше информации для больших расстояний с меньшими помехами и потерями сигнала, чем традиционные медные провода.

Керамика прочная, твердая и долговечная.Это заставляет их привлекательные конструкционные материалы. Единственный существенный недостаток: их хрупкость, но эта проблема решается разработка новых материалов, таких как композиты.

Керамика по своим электрическим свойствам отличается от отличных изоляторов. к сверхпроводникам. Таким образом, они используются в широком диапазоне Приложения. Некоторые из них конденсаторы, другие полупроводники в электронные устройства. Пьезоэлектрические материалы могут преобразовывать механические давление в электрический сигнал и особенно полезны для датчики.В настоящее время предпринимаются активные исследовательские усилия по открытию новых высот T c сверхпроводников и разработка возможных приложений.

Обработка кристаллической керамики осуществляется в соответствии с основными этапами которые веками использовались для изготовления глиняных изделий. Материалы отбираются, подготавливаются, формуются в желаемую форму и спекаются при высоких температурах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *