Пластичне формування керамічної черепиці

2.2 Пластичне формування керамічної черепиці

Призначення формування – надати форму, розмір, щільність і необхідну міцність напівфабрикату.

Формувальна здатність звичайної пластичної маси регулюється корегуванням складу — введенням пластифікуючих добавок (жирної глини, бентоніту) при одночасному зменшенні вмісту отощающих компонентів і зміною вологості. Кожній групі формованих виробів різної конфігурації відповідають оптимальні формувальні властивості маси.

Процес пластичного формування на стрічкових шнекових пресах характеризується складним характером руху керамічної маси в пресі, нерівномірним ущільненням її, наявністю дефектів структури, обумовлених анизоморфизмом компонентів маси, рухливістю водного середовища і одностороннім додатком тиску. Структура маси, на яку не було прикладено тиск, характеризується безладним розташуванням компонентів (агрегати твердих частинок, бульбашки повітря).

У місцях порушення структури (площини ковзання) спостерігається концентрація глинистих частинок і солей, що містяться в глині. Зерен кварцу і інших мінералів тут майже немає.

2.3 Сушка і випалення керамічної черепиці

Сушіння виробів

У черепиці, відформованій пластичним способом, міститься до 25% і більше води, частина якої під час сушіння випаровується. У висушеній черепиці води є тільки 8- 10 %.

Вода у свіжовідформованому сирці розподілена між часточками глини. Під час сушіння вода з поверхонь сирцю починає випаровуватись, і одночасно вода з середини сирцю пересувається до його поверхні. Внаслідок випаровування води віддаль між часточками глини зменшується і об’єм черепиці (сирцю) теж зменьшується.

Якщо випаровування води з поверхні і пресування її з середини сирцю до поверхні відбувається з однаковою швидкістю, то черепиця висихає без тріщин і не деформується.

Якщо ж вода з поверхні сирцю випаровується швидко, а вода з середини сирця не встигає підходити до поверхні, то сушіння відбувається нерівномірно. Внаслідок цього поверхневі шари сирцю дають усадку, а внутрішні вологі шари чинять їм опір, що й призводить до утворення тріщин у черепиці та її деформацію.

Перед випалом вироби повинні бути обов'язково висушені щоб уникнути нерівномірної усадки, викривлень і розтріскування. Сушіння здійснюється в спеціальних камерах протягом декількох годин при постійному контролі температури і вологості повітря.

Під час сушіння черепиці виникають тріщини і жолоблення. Крім того, бувають і механічні пошкодження сирцю черепиці при транспортуванні і укладанні їх у піч.

Випал виробів

Випал - найважливіший і завершальний процес у виробництві керамічних виробів. Цей процес можна розділити на три періоди: прогрів сирцю, власне випал і регульоване охолодження. При нагріванні сирцю до 120oС видаляється фізично зв'язана вода і керамічна маса стає непластичної. У температурному інтервалі від 450oС до 600oС відбувається відділення хімічно зв'язаної води, руйнування глинистих мінералів і глина переходить в аморфному стані. При подальшому підвищенні температури вигорають органічні домішки і добавки, а керамічна маса безповоротно втрачає свої пластичні властивості.

При 800oС починається підвищення міцності виробу. У процесі нагрівання понад 1000oС легкоплавкі з'єднання керамічної маси та мінерали плавки створюють розплав, який стягує частинки, приводячи їх до ущільнення та усадки маси в цілому.

Після охолодження виріб набуває кам'яноподібний стан, водостійкість і міцність. Випал - дуже енергоємний технологічний процес, чим і обумовлена висока ціна виробленої продукції. Але, з іншого боку, висока вартість повністю відповідає якості цього елітного покрівельного матеріалу. Виробництво керамічної черепиці - практично повністю автоматизований процес, що дозволяє істотно збільшити продуктивність та якість продукції.

Декоративна обробка поверхні керамічної черепиці

Основний колір керамічної черепиці - червоно-цегляний. Цей колір матеріалу додають оксиди заліза, що містяться в глині. Ніяких спеціальних барвників при цьому не використовується. Для поліпшення зовнішнього вигляду, а також додаткової водонепроникності, керамічну черепицю покривають декоративним шаром - глазур'ю або ангобом.

Глазур

Глазур - це склоподібне покриття, нанесене на виріб і закріплене випалом. Сировинні суміші розмелюють на порошок і наносять на поверхню виробів перед випаленням. Глазур найвищий спосіб обробки поверхні керамічної черепиці.

Ангоб

На сухий виріб наноситься тонкий шар беложгущейся або кольорової глини, що утворює кольорове покриття з матовою поверхнею. За своїми властивостями ангоб має ті ж характеристики, що й основна черепиця. Відмінною особливістю цієї колірної обробки керамічної черепиці є стійкість кольору.

3. Контроль якості керамічної черепиці

3.1 Технічні вимоги

Черепиця повинна відповідати вимогам ДСТУ Б В.2.7-28-95 та зразкам-еталонам, які затверджені підприємством-виготівником за узгодженням зі споживачем. Черепиця повинна виготовлятися згідно з технологічним регламентом, який затверджений в установленому порядку. Фізико-механичні властивості черепиці наведені у додатку 1. Існують певні технологічні вимоги:

1) Черепиця повинна мати рівні поверхні та краї. Допускається викривлення поверхні та ребер (жолоблення) не більше ніж 3 мм.

2) Черепиця може виготовлятися без покриття або з різними видами покриттів (полива, ангоб тощо).

3) Покриття наноситься на лицьову поверхню черепиці. Допускається нанесення покриття тільки на покривну частину черепиці. Покриття з поливи повинно бути рівномірно розплавленим.

4) Колір черепиці однієї партії повинен бути однотонним, покриття - одного кольору та виду.

5) Вапнякові включення, які викликають руйнування черепка, не допускаються.

6) Тріщини на черепиці не допускаються. При легкому постукуванні молотком черепиця не повинна деренчати.

7) Черепиця повинна бути нормально випаленою. Перепал і недопал не допускаються.

8) Руйнівне навантаження при випробуванні черепиці на злом у повітряно-сухому стані повинно бути не менше:

- 1500 Н (150 кгс) - для S-подібної (стрічкової та штампованої);

- 900 Н (90 кгс) - для пазової штампованої, марсельської та голандської;

- 800 Н (80 кгс) - для решти видів черепиці.

9) Черепиця повинна бути водонепроникною.

10) Маса 1 м2 покриття з черепиці у насиченому водою стані повинна відповідати вказаній у додатку 2 та додатку 3.

11) Черепиця повинна бути морозостійкою і в насиченому водою стані витримувати не менше 25 циклів поперемінного заморожування та відтавання без наявних ознак руйнування (розшарування, лущення, розтріскування, викришування) при пластичному способі формування і 35 циклів - при напівсухому способі формування.

12) Глибина пазів (фальців) черепиці повинна бути не менше 5 мм, висота шипів для кріплення у штампованої черепиці - не менше 10 мм, у стрічковому - не менше 20 мм.

13) Черепиця штампована для прив'язування до лат повинна мати на внутрішній стороні вушко з отвором діаметром не менше 1,5 мм або круглий отвір (зменшення діаметром не менше 1,5 мм або круглий отвір (зменшення товщини черепиці - для пробивання гвіздком) діаметром від 2 мм до 5 мм для кріплення гвіздками.

14) Черепиця напівсухого пресування для кріплення до лат гвіздками повинна мати два нескрізних отвори діаметром від 2 мм до 5 мм.

15) Структура черепка за зломі повинна бути однорідною і без розшарування.

На нижній стороні або на перекривній частині лицьової сторони кожна черепиця повинна мати маркування - умовне позначення підприємства-виготівника.

Транспортне маркування повинно відповідати ГОСТ 14192.

Таблиця 3.2 Фізико-механичні властивості черепиці