Строительство

Обжиг имеет решающее значение для придания готовому изделию специальных «керамических» свойств — прочности, плотности, водоустойчивости и др. Весь процесс обжига разделяется на три периода: нагрев до максимальной температуры, выдержка при этой температуре и охлаждение. При нагреве и последующем после обжига охлаждении в керамическом материале происходит комплекс физико-химических изменений, которые в основном и предопределяют те или иные свойства готового керамического изделия.
При обжиге изделий строительной керамики спекание в основном происходит вследствие образования эвтектической жидкой фазы, растворения в ней некоторых компонентов и цементации ею всех кристаллических и зерновых образований при охлаждении.
Под температурным режимом обжига понимают зависимость между температурой и временем обжига. Режим обжига представляет собой комплекс взаимосвязанных факторов: скорости подъема температуры, конечной температуры обжига, длительности выдержки при конечной температуре, характера газовой среды и скорости охлаждения.
Под интервалом обжига понимают температурные границы, в пределах которых изделия при обжиге приобретают свойства, регламентированные действующим ГОСТом.
Для обжига изделий строительной керамики применяются печи различных типов и конструкций, в основном туннельные и щелевые (табл. 3.35). Принцип конструкции печей туннельного типа заключается в непрерывном продвижении в обжиговом туннеле шириной 1,6-7 и длиной 50-150 м обжиговых вагонеток с установленными на них изделиями. При движении в обжиговом канале вплоть до выхода из печи изделия последовательно проходят все зоны тепловой обработки по установленному температурному режиму.
В щелевых печах керамические изделия движутся в обжиговом канале по роликовому или сетчатому конвейеру в один ряд по высоте, что позволяет резко сократить время обжига и уменьшить расход топлива на единицу обожженной продукции. Скоростной обжиг позволяет легко изменять время нахождения изделий в печи в зависимости от их формы и размеров, а также температуру обжига. Однако при этом требуется более энергоемкое оборудование для подготовки компонентов глиномасс (измельчение менее 0,06 мм) и введение плавней.

Конвейерно-поточные линии для производства облицовочных плиток

Конвейерные линии для производства керамических плиток представляют собой комплекс различных механизмов и тепловых агрегатов, объединенных системой транспортных устройств, выполняющих все необходимые технологические операции: прессование плиток, их зачистку, перегруппировку, сушку, глазурование, зачистку после глазурования и обжиг. Эти операции осуществляются в процессе транспортирования плиток по конвейеру. Конвейерные линии полностью механизированы. Главная особенность всех линий — расположение плиток в один ряд по высоте и несколько рядов по ширине на роликовом (сетчатом) конвейере, что позволяет осуществить скоростные режимы сушки и обжига при равномерном по плоскости и равноин-тенсивном двухстороннем обогреве каждой плитки.
В зависимости от вида плиток применяются различные типы кон-вейерно-поточных линий. Для плиток внутренней облицовки рекомендуется линия двукратного обжига (сушка — утельный обжиг — глазурование — политой обжиг), для других видов плиток — линия однократного обжига (сушка— глазурование— сушка— обжиг). Длина конвейерно-поточной линии может составить от 80 до 160 м.

Основные виды керамических защитно-декоративных покрытий

Для изменения цвета черепка, а также улучшения физико-механических свойств лицевой поверхности на керамические изделия в свежесформованном, сухом или обожженном виде наносят керамические покрытия. Если покрытие нанесено на обожженное изделие, то оно подвергается повторному обжигу при температуре, обеспечивающей спекание или плавление нанесенного покрытия для прочного сцепления с черепком.
Основными видами керамических покрытий являются ангобы и глазури.
Ангоб представляет собой тонкий матовый слой беложгущейся или цветной керамической массы (или глины), которой покрывают лицевые поверхности естественно окрашенного керамического изделия. До нанесения ангоб представляет собой шликерную (текучую) глинистую массу. После обжига ангоб не расплавляется, а лишь спекается с поверхностью изделия. Ангобный слой (0,1-0,3 мм) должен прочно сцепляться с керамическим черепком и не отслаиваться при эксплуатации изделия. Ангобированное изделие может быть сверху покрыто прозрачной глазурью.
Глазурью называют тонкое (0,1-0,5 мм) стекловидное покрытие на поверхности керамического изделия. Для получения глазурованной поверхности на керамическое изделие наносят сметанообраз-ную водную суспензию глазури (в виде шликера) определенного состава, которая при обжиге образует на поверхности изделия тонкий стекловидный слой, значительно улучшающий физико-химические
свойства и декоративные качества готового изделия. Гладкая поверхность глазури способствует увеличению механической прочности, химической стойкости, долговечности, гигиеничности керамического изделия и повышает его эксплуатационные свойства.
По составу и физическим свойствам глазури представляют собой разновидности щелочных алюмоборосиликатных стекол, при введении в которые соединений с отличными от основной массы показателями преломления света они становятся непрозрачными (глухими) и маскируют цвет черепка. Иногда такие виды глазурей называют эмалями.
При добавлении в основной состав глазури соединений с окрашивающими оксидами металлов (керамических пигментов) покрытия приобретают способность поглощать свет на одной или нескольких длинах волн, т.е. становятся цветными.
По технологическим свойствам глазури можно разделить на прозрачные и глухие, а по плавкости на лекгоплавкие (температура разлива ниже 1150°С) ^тугоплавкие (температура разлива более 1150°С).
Для глазурования облицовочной керамики используются в основном легкоплавкие глазури, которые могут быть фриттованными (табл. 3.36) и нефриттованными (сырыми) (табл. 3.37). Фриттова-ние— предварительное сплавление смеси шихтовых компонентов глазури при температуре 1200-1350°С с целью перевода их в нерастворимое состояние и снижения температуры плавления. Фритто-вание — энергоемкий процесс, поэтому при глазуровании кирпича, камней, фасадных плиток и плиток для полов стараются использовать нефриттованные и полуфриттованные глазури.
С целью согласования коэффициентов термического расширения глазури и черепка разработаны и используются глазури различных составов в зависимости от свойств керамического черепка. Глазуруют керамические изделия в основном суспензией, которую получают путем мокрого помола в шаровых мельницах компонентов глазури или фритты, вместе с водой добавляют 3-6 % высокосортной бело-жгущейся глины или каолина для предупреждения отстаивания и осаждения частиц в шаровой мельнице во время ее остановки и в емкостях для хранения.
Глазурную суспензию наносят на черепок способом пульверизации или полива, реже — окунания (кирпич и камни).
Разработаны способы нанесения сухого гранулированного порошка глазури в процессе обжига, что обеспечивает хорошее сцепление ее с керамикой, высокую прочность и длительный срок службы глазурованного покрытия.