Обжиг керамических изделий, типы печей, принцип работы

Обжигом достигается необратимое превращение керамической массы в твердое камневидное тело. Этот процесс называется спеканием. Первым следствием воздействия повышенной температуры на сырое керамическое изделие, подвергаемое обжигу, является выделение из него той части механически примешанной воды, которая целиком не была удалена при сушке. При дальнейшем повышении температуры, примерно в интервале от 500°С до 800°С, происходит выделение химически связанной воды, находящейся в каолините и других минералах. В интервале температур от 800 до 900 °С происходит диссоциация глинообразующих минералов, например метакаолинита, а также присутствующего в массе углекислого кальция. Окись кальция, так же как и остальные окислы металлов, при последующем повышении температуры начинает реагировать с кремнеземом и глиноземом, давая легкоплавкие смеси различных силикатов и алюмосиликатов. Количество образующегося расплава увеличивается по мере нагрева; в соответствии с этим изменяются и свойства черепка. Черепок вначале весьма пористый начинает постепенно уплотняться, терять свою пористость, превращаясь в плотный клинкер. Для получения пористых изделий, обжиг проводят при сравнительно невысокой температуре. Если же необходимо получить изделие с плотным каменным черепком, температуру повышают до такого значения, при котором количество расплава становится достаточным для заполнения всех промежутков и пустот между твердыми (нерасплавленными) частицами.

Температура обжига различных изделий строительной керамики лежит в довольно широких пределах от 900 до 1700 °С.

Применяемые в керамической промышленности печи в основном непрерывно действующие, в которых все операции(загрузка выгрузка и пр.) совершаются одновременно, без прекращения процесса обжига. По роду топлива применяются печи нефтяные (на мазуте), газовые и электрические. По форме печного пространства современные печи бывают туннельные и щелевые.

Туннельная печь представляет собой длинный (100-160 м) узкий канал, перекрытый сводом и выложенный внутри огнеупорным кирпичем. Зона обжига в этой печи располагается примерно посредине. Обжигаемые изделия помещаются на вагонетки и вкатываются в печь одна за другой, составляя сплошной поезд. При вдвигании новой вагонетки с одного конца печи весь поезд перемещается, так, что с другого конца выталкивается вагонетка с обожженным уже материалом. Туннельные печи используются в производстве кирпича, керамических труб, сантехнических изделий.

Щелевые печи применяются для обжига керамической плитки и черепицы. Они работают подобно туннельным печам, но имеют очень узкий щелевидный канал, куда подаются изделия с помощью роликового конвейера. Ширина канала щелевых однорядных печей – от 0,9 до 2,5 м, высота – 0,6-0,8 м. Длина щелевой печи составляет от 24 до 65 м.

Декоративная отделка керамических изделий. Облицовочная керамика

Эстетические свойства керамических изделий применяемых для отделки интерьеров и экстерьеров жилых и общественных зданий определяются правильным сочетанием цвета материала (из какого изготовлено изделие) с его формой и декором. Декорирование изделий производится с целью: усилить архитектурную выразительность лицевой поверхности изделия, производимую фактурой материала и его формой; для придания стойкости тот внешних воздействий, водонепроницаемости, предохранения от загрязнений. Изделия из керамики могут декорироваться: а) за счет состава керамических масс, которые дают черепок определенного и цвета и структуры; б) рельефной (текстурной) и фактурной (гладкой) обработкой керамических изделий, разработкой формы; в) покрытием готовых видов изделий ангобами, глазур. эмалями, керамическими красками, люстрами; г) огневой декоративной обработкой при обжиге; Приемов и методов декорирования изделий достаточно много. Некоторые из них механизированы (частично или полностью), другие автоматизированы. Однако, чаще всего изделия декоративно- прикладного характера изготавливаются и декорируются вручную.

Керамические облицовочные изделия, используемые для отделки зданий, обладают: высокими декоративными качествами, в первую очередь разнообразным и ярким цветом; долговечностью, необходимым сцеплением отделочного слоя с конструктивным, высокими физико-механическими свойствами, а для применения на фасадах — морозостойкостью и цветоустойчивостью при различных атмосферных воздействиях; хорошими эксплуатационными качествами, исключающими необходимость частых ремонтов; экономичностью не только по единовременным затратам, но и по эксплуатационным расходам в течение определенного срока службы.

Использование керамических глазурованных плиток в жилых зданиях обусловливается не только повышением гигиеничности и эстетических качеств, а также пожарной безопасностью. Облицовка керамическими плитками интерьеров общественных зданий также отвечает обязательным функциональным требованиям по огнестойкости и легкости уборки, последнее качество особенно важно в промышленных и больничных зданиях, где отделка должна выдерживать применение различных химических реагентов.

Полы из керамики не только наиболее красивы в условиях повышенного износа, но и наиболее функциональны на вокзалах и станциях метрополитена, на промышленных предприятиях и в магазинах.

Лицевой керамический кирпич является одновременно облицовочным и конструкционным материалом, своеобразный эстетический эффект достигается при использовании в стенах профильного лицевого кирпича. Черепичная крыша долговечная, экономичная в эксплуатации, огнестойкая, защищает сооружение от солнечной радиации и позволяет создавать необходимую архитектурную форму.