Керамикалық материалдар мен бұйымдарды өндіруге арналған шикізат

Қаптауға  арналған  керамикалық бұйымдарды  бет кірпіш (тұтас немесе  іші бос) және беттік  тас (іші бос), кілемді  керамика,  шағын көлемді  плиталар, суағарды, карнизді, түңлікті т.б. орнатуға арналған сәнді бөлшектер деп бөледі.

Қасбетті  плиталардың  беті терракотты (табиғи  боялған қаңқалы) және әйнекейленген, ал фактура бойынша – тегіс, өрнекті, жылтырақ немесе  күңгірт болуы мүмкін. Лаймен барынша берік байланысуы  үшін плиталардың қарсы бетін кедір-бұдырлы етіп жасайды. Қасбеттік бұйымдардың су сіңіргіштігі 6-дан 14 процентке дейін, ал  аязға төзімділігі  25-тен төмен болмауы тиіс.

Керамикалық беттік кірпіш пен тастар кәдімгілерінен формасы  мен  өлшемінің барынша дәлдігімен, сондай-ақ  сол партияның түсі мен реңінің  біртектілігімен  ерекшеленеді. Бұл материалдарды жоғары сапалы  тез балқитын саздан, кәдімгі кірпіш шығару технологиясы  бойынша жасайды. Керамикалық массаларды  іріктей отырып және күйдірудің уақытымен температурасын реттеу арқылы, аздап  ақтан бозғылт-қызғылттау және сүр түске дейінгі кірпіш алады. Қатардағы шикізаты бар заводтарда, беттік кірпішті  құрғақ минералдық үгінділерді торкреттеумен немесе оның бетіне  ангоб немесе әйнекей жағу арқылы алады. Сондай-ақ  бет қабаты  ақ саздан тұратын екі қабатты кірпіш технологиясы  да жасалған.

Беттік кірпіштер  мен тастар ғимарат қабырғаларына  кәдімгілерімен  аралас  қаланады да, солармен  бірдей салмақ көтереді.

Кілемді  керамика дегеніміз әйнекеленген және әйнекейленбеген  тығыз қағаз жапсырылған (нәтижесінде  кілем пайда болады) мозайкалық плиталар  шығарады. Жартылай құрғақ қысылған  плиталардың өлшемі мм 48х46, 22х22, 48х22, қалыңдығы 3-4мм болғанда.

Конвейерде  құю тәсілі бойынша  кілемді-мозайқалық плиталар  өндірісі кең дамыған. Толық автоматтандырылуы, өндірістік процестің  қысқа циклі (2 сағат шамасында), қысқыш құралдың пайдаланбауы және  плитка  қалыңдығын 2мм-ге дейін кішірейту мүмкіндігі, плитканың массасы  мен құнын азайтуға мүмкіндік берді, әрі бұл  тәсілдің  болашағы бар  екендігін көрсетті. Құйма  керамикалық плиталарды, жақтаулары 25-тен 125 мм-ге дейінгі  квадрат  және тік бұрыш түрінде  шығарады.

Кілемдік керамика -  керамикалық материалдардың ішіндегі барынша индустральды саналады, әрі сыртқы панельдер мен блоктарды заводтарда жасау кезінде, вестибюль қабырғаларын, баспалдақ торларын , сондай-ақ санитарлық құбырлар мен асхананы қаптау үшін дара қаптама көзді плиталар пайдаланылады.

Қасбеттік шағын  көлемді плиткаларды, түрлі көлемде  және мақсатта шығарады «Кабанчик» типті 120х65х7 мм өлшемдегі плиткалар жасалу технологиясы бойынша көп жағынан кілемдік мозайкалық плиткаларға ұқсас. Мұндай плиткаларды көзі бар немесе жоқ, ақ өртелген саздан жасаған, қағазға жапсырылған күйінде панельдерді қаптауға да, дайын фасадының беттерді қаптауға пайдаланады. Кондициялық емес көзді және көзсіз плиткалардың сынықтарынан құрастырылған қасбеттік қаптама (брекчия), үйлерге өздік бейне береді.

250х140х10 мм плиткаларды  (барлық фасадтық керамикалық  плиткалардың ішіндегі барынша  ірісі (ақтай жағылатын, баяу  балқитын немесе отқа төзімді,  саздан қысу тәсілімен, әйнекелі және әйнекейсіз етіп жасайды. Оларды қасбеттік қырларды қаптау үшін қисайтып бекіту бұйымы ретінде, соның ішінде панель жасау кезінде қолданады.

Көзі бар, ірге тастық 150х75х7 мм плиткалар жеке дара, жапсырылып бекітілген (құрама кілем ретінде шығарылмайды) бұйым болып табылады. Бұл плиткаларды жақсы балқытылған күйінде шығарып, мөлдір немесе күңгірт әйнекеймен жабады. Мұндай клеткаларды негізінен үй цокальдарын қасбеттік қаптау үшін және жер асты өткелдерін қаптауға пайдаланылады.

Ішкі қаптауға арналған керамикалық бұйымдар екі  түрлі болуы мүмкін: қабырғаны  қаптауға және еденге төсеуге арналған.

Ішкі қабырғаларды  қаптауға арналған  плиткаларды  жеңіл балқитын мергелді  саздан (майоликті плиткалар) немесе құм  және  балқитын қоспалар қосып, отқа  төзімді саздан (фаянс плиткалар) жартылай құрғақ қысу әдісімен жасайды. Плиткаларды  күйдіргенде  бос қуысты болып алынады, оның бетіне әйнекей жабылады. Қаптама плиткалардың түрлері сан алуан  (28 түрлі өлшем): кәдімгі квадратты (150х150мм) және тік бұрышты (150х100 және 75мм),  карниздік және  плинтустық, т.б.

Кәдімгі фаянстық плиталардың қалыңдығы  6мм-ден  артық емес, ал саздық  және плинтустық  плиталардыкі 10л-ге дейін.  Плиткалардың  су сіңіргіштігі 16 проценттен артық  емес. Бетінің сипаттамасы  бойынша  ол жайпақ, кедір бұдырлы болуы  немесе сериографиялық бүркеу әдісімен түсірілген түрлі-түсті  суреті болуы мүмкін.

Қабырғаларды  ішінен қаптауға  арналған  плиткаларды  санитарлық  құбырлар,  асхана,  монша, кір жуу, сауда,  тамақ және  химия  кәсіпорындар бөлмелелерінде, метрополитен  станцияларында, т.б. жерлерде  пайдаланады.

Еденді плиткаларды  каолинді  саздан аздырғыш, балқитын,  қажет болса бояғыш  қоспалар қосу арқылы жасайды:  оларды жартылай құрғақ әдісімен  массаны  қысу арқылы  қалыптап, піскенше  күйдіреді. Плиткалардың сіңіргіштігі  4 проценттен аспауы керек.

Керамикалық плиткалардан  жасалған еден  тіпті  су өткізбейді,  желінетіндігімен  сипатталады,  шаң көтерілмейді,  тез жуылады,  ұзақ шыдайды,  қышқыл мен сілті  әсеріне төзімді. Мұндай еденнің кемшілігі морттығы мен жылу  өткізгіштігі, сондай-ақ  оларды  қалап құрастыру кезінде еңбекті көп керек ететіндігі болып табылады. Оларды  еденге  арналған керамикалық плиткалар және  мозайкалық еденге  арналған  керамикалық  плиткалар  деп бөлінеді. Олар кейде  кілемді керамика  плиткалары  деп те аталады.

Еденге арналған  керамикалық плиткаларды  50-150 мм-ге  дейінгі  мөлшерде (қырларының  ұзындығы) қалыңдығы 10-13 мм етіп жасайды.  Плиткалардың түрі мен түсінің әр түрлілігі  еденнің сан алуан  композициясын жасауға  мүмкіндік береді.

Еденге арналған  мозайкалық  плиткаларды  квадратты  және тік бұрышты формада, жандарының ұзындығы 23 және 48 мм, қалыңдығы 6-8мм етіп  шығарады. Заводта мұндай  плиткаларды  суда еритін  желіммен қатты қағазға белгілі бір сурет бойынша кілем түзіп жапсырады. Кілемді немесе  оның бөлігін алмастыра отырып, еденнің түрлі суреттерін алады .

Кілемдік мозайкалық плитка, еден төсенішінің қиындығын  дара плиткаларға қарағанда елеулі түрде оңайлайды және жеңілдетеді.

Плиткаларды режимі ылғалды және қозғалыс көп бөлмелерде (моншалар, ванна бөлмесі, асхана, вестибюль, коридор, метрополитен станциялары, өндіріс үйлері, т.б.) қолданады.

 6. Түрлі мақсаттағы керамикалық материалдар мен бұйымдар

Сазды черепица – шатыр жабатын материалдардың ежелгі түрі. Штампталған пазалық, ленталы пазалық, ленталы жалпақ және коникилі черепицалер кең тараған.

Черепица жасау  үшін кірпішке жұмсалатын сазды пайдаланады. Ленталы черепицаны, арнайы мундштукты ленталы қысқышта, иілгіштік қалыптау жолымен, ал штампталған пазалық – арнайы қысқышта жартылай құрғақ қысумен металдық немесе гипстік қалыпта қалыптау арқылы жасайды. Черепицаның түсі қызғылтым-қызыл немесе ашық сары болуы мүмкін. Черепицаның арнайы түрлерін түрлі-түсті бояудағы әйнекеймен әрлейді.

Черепица ұзаққа төзімді және отқа шыдамды. Черепицаның  кемшілігі  массаның үлкендігі (шаршы  метр төсенішке 65 кг дейін), морттығы, сондай-ақ черепицалы шатырды тұрғызудың қиындығы және судың тез ағып кетуі үшін барынша көлбеу (30 градустан жоғары) етіп орнатудың қажеттігі. Әр түрлі черепицаны сынау кезіндегі қиратқыш  салмақ 0,7-1,0 кН (70-100 кгс) кем болмауы керек.

Керамикалық құбырлар. Канализациялық  құбырларды  отқа төзімді немесе баяу балқитын саздан қоспасыз немесе  жүдеулеткіш қоспа арқылы  жасайды. Құбырдың бетін іші сыртынан қышқылға төзімді әйнекеймен сылайды. Канализациялық  құбырлар  0,2 МПа-дан (2ат) кем емес суық қысымға төтеп беруі тиіс. Құбыр қаңқасының су сіңіргіштігі 11%-тан артық емес. Канализациялық  құбырдың ұзындығы 800-1200мм, ішкі диаметрі  150-600 мм. Құбырларды  қалдық судың химия заводтарындағы  қышқыл және сілті  ерітінділерін ағызып жіберуге, сондай-ақ  аула канализациясы  үшін пайдаланады.

Дренаждық құбырларды  ішкі диаметрі  25-250 мм, ұзындығы 500мм  етіп, әйнекейсіз  қонышсыз немесе әйнекейленген қонышты және  қабырғаларындағы  перфорациясымен шығарады. Құбырды  жасау үшін иілгіштігі жоғары  кірпіштік саз немесе  қоспасы бар  саз пайдаланылады. Құбырдың су сіңіргіштігі  15%-тан жоғары емес, аязға төзімділігі 15 циклден кем емес.  Оларды суландыру  жұмыстары кезінде, сондай-ақ  үйлер мен  құрылыстар астындағы  топырақ қабатын құрғату үшін қолданады.

Санитарлық-техникалық фаянсқа жартылай фарфордан және фарфордан жасалған бұйымдарды  жатқызады. Керамикалық материалдардың  бос қуыстылығы әр түрлі. Бұл түрін жасау үшін  ақтай күйетін отқа төзімді  саздар мен  каолиндер (қалыптық массасын 50%-не жуығы),  бұйымның әр түрі үшін түрлі  қатынастағы  кварц пен дала  шпатын қолданады. Санитарлық-техникалық бұйымдарды  негізінен құю әдісімен қалыптайды. Фаянстан жасалған бұйымдардың (унитаздар, қол жуғыштар, жуғыш бактар т.б.) су сіңіргіштігі 10-12% және қысқандағы беріктік шегі 100 МПа (1000 кгс/см²) бос қуысты  қаңқасы бар. Фаянстық  бұйымдарды  әйнекеймен бүркемелеп қаптайды.

Фаянсқа  қарағанда  жартылай фарфордың қаңқасы біршама  піскен ( су сіңіргіштік 3-5%, қысқандағы беріктік шегі 150-200 МПа).

Фарфор үлкен  тығыздығымен (су сіңіргіштігі 0,2-0,5%) және беріктігімен (500 МПа-ға дейін) ерекшеленеді, ол одан жұқа  қабатты бұйымдар жасауға мүмкіндік береді.

Жылу оқшаулағыш  керамикалық бұйымдар  тобына сазды  жеңіл,  трепелді кірпіш, ұялы дара бұйымдар, керамзит  енеді.

Жылу оқшаулағыш  (диатомиттік) бұйымдарды  трепел немесе  диатомиттен, кейде  күйіп кететін қоспалармен  иілгіштік әдіс бойынша  жасайды. Аумақтық массасына орай бұйымдарды  500,600,700 деген маркаларға  бөледі. Мұндай бұйымдардың 350⁰С температура кезіндегі  жылу өткізгіштігі 0,18-0,27 Вт (м×К) 900⁰С-ге дейін  жылу бар  беттерді  оқшаулауға  пайдаланады.

Көбікті  диотомиттік  бұйымдарды  трепел немесе  диатомиттерден немесе осы материалдар  ұнтағынан  қамыр жасап,  оған тұрақты  көбік  қосу  арқылы жасайды. Алынған көбікті  массаларды  қалыптарға құяды. Кептіруден соң  бұйымды күйдіреді. Көбікті диатомиттік массаның көлемдік массасы 350-450 кг/м³, 25⁰С-дегі жылу өткізгіштігі 0,081-0,116 Вт (м×К).

Керамзит  - шағыл  немесе қиыршық тас түріндегі  ұялы материал. Оны жасайтын шикізат  ретінде темір тотығы мен органикалық  қоспалары бар, сары топырақтар мен саздар қолданылады. Күйдіру кезінде күйдірілген түйіршіктер ішінде  тотықсыздануды қалпына келтіретін орта қалыптасады. Бұл кезде газдар (темірдің өте жоғары  тотықтары қышқылданғанда  түзілетін оттегі, органикалық қоспалар күйгенде  түзілетін көміртегі тотығы) сазды оның ішінара  балқуының бастапқы  сәтінде  ісіндіреді.

Керамзитті  қиыршық тастың үйме көлемдік салмағы (марка) 150-800 кг/м³ аралығында, су сіңіргіштігі 15-25% аралығында  ауытқып отырады, ал аязға төзімділігі 15 циклдан кем емес. Қысқандағы  беріктік шегі  қиыршық тастың  маркасына қарай 3-55 кгс/м²-тан кем емес (0,3-5,5МПа).

Керамзитті  жеңіл бетонда немесе темір бетонда  толтырғыш (У-тарауды қараңыз), сондай-ақ жылу оқшаулағыш  сеппе ретінде  қолданады.

Қышқылға төзімді  керамикалық бұйымдарды  қасиеттері мен  мақсаттары  бойынша  ірі түйіршікті  және майда  түйіршікті  қаңқалы  бұйымдар  деп бөледі. Ірі түйіршіктілерге  қышқылға төзімді  кірпіш пен  плиткаларды, жылу, қышқылға  шыдамды плиткаларды, ал майда  түйіршіктілерге  қышқылға  төзімді  құбырлар мен олардың пішінді  бөліктерін, түрлі  апаратуралар  мен олардың бөлшектерін (ыдыстар, насостар, диірмендер, сифондар)  жатқызады.

Қышқылға төзімді  керамикалық бұйымдар шығаруға  күкіртті  колчеданның, гипстің, т.б. зиянды  қоспасынсыз иілгіш сазды пайдаланады. Қышқылға төзімді құбырлармен басқа да  бірқатар бұйымдарды  екі жағынан әйнекеймен сылайды.

Қышқылға төзімді  керамикалық бұйымдар жоғары тығыздығымен (кірпіштің су сіңіргіштігі 12%-тен, ал өзге бұйымдарда 5-9%-тен аспайды), беріктігімен 15-40МПа (150-400 кгс/м²) фторлы  сутегі қышқылдан басқа қышқылдарға төзімділігімен (92%-тен кем емес) ерекшеленеді.

Қышқылға төзімді  кірпіш пен плиткаларды химиялық заводтардағы  мұнара мен қоймаларды, пештерді астарлауға, сондай-ақ  қатерлі ортадағы цехтардың едендерін жабу үшін, ал қышқылға төзімді құбырларды 0,3 МПа-ға (3 ат) дейін ауасыздандырғанда немесе  қысым кезінде қышқылдар мен газдарды ағызу үшін  қолданады.

Жолға арналған  кірпіш (клинкерлік) баяу балқитын сазды  иілгіштік немесе жартылай  құрғақ әдіспен жасалып, піскенше  күйдіреді. Беріктігі  бойынша ол  үш маркаға  бөлінеді: 1000, 600 және 400 кгс/см², су сіңіргіштігі төмен (2-6%) және маркасына қарай 30-100 цикл алма-кезек мұздатып, ерітуге төтеп беруі тиіс.

Жол кірпішін  жолға және көшеге қалауға, өнеркәсіп үйлерінің едендеріне  төсеуге, канализациялық коллекторларға  қалауға, жағалауларды  қаптауға т.б. қолданылады.

Өтқа төзімді  материалдарда  кірпіш, блок, плитка және түрлі  шикізат  компоненттерінен жасалған пішінді элементтер  ретінде, керамикаға  жақын (қалыптау немесе қысу, кептіру, күйдіру) технологиямен жасайды. Отқа төзімділік дәрежесі  бойынша  оларды  отқа төзімді 1580-1770⁰С, отқа төзімділігі жоғары (1770-2000⁰С) және  отқа төзімді (2000⁰С-ден жоғары) деп, ал химия  минералогиялық құрамына қарай  кремнеземді, алюмосиликатты, магнезиалды, хромды, көміртекті деп бөледі. Құрылыста  кремнеземді  мен алюмосиликатты  отқа төзімді  бұйымдар кең қолданылады.

Кремнеземділеу (династы) отқа төзімділерді  саз  қосылған кварцты  жыныстардан алады. Династы  бұйымдардың отқа төзімділігі  1730⁰С-ге дейін, олардың беріктігі  барынша жоғары (15-35 МПа), бірақ жылуға  төзімділігі төмен. Династы  бұйымдарды  Мартен және  шыны пісіру  цехтарының төбесі мен  қабырғаларын қалауға пайдаланады.