Результаты исследования студентов в проекте Материалы и изделия, получаемые спеканием и плавлением

Авторы и участники проекта

Пронина Людмила Владимировна и студенты 1 курса

Тема исследования группы

Ищем пути использования керамических материалов

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какова эффективность использования керамических материалов в современном строительстве?

Гипотеза исследования

Мы считаем, что использование керамических материалов наиболее эффективно в современном строительстве.

Цели исследования

• Выполнить классификацию керамических материалов

• Проанализировать производство керамических материалов и изделий

• Подобрать наиболее эффективные керамические материалы для строительства зданий

Результаты проведённого исследования

Google-группа для обсуждения в ходе исследования

Общая классификация керамических материалов.

С использованием глинистого сырья и высокотемпературной обработки получают материалы конструкционные, облицовочные и специального назначения: санитарно-технические, кислотостойкие, теплоизоляционные и огнеупорные. К конструкционным керамическим материалам относятся кирпичи и камни, применяемые для возведения стен зданий, кровельная черепица, водопроводные, канализационные и дренажные трубы. Все эти материалы в процессе эксплуатации воспринимают действие различных видов нагрузок: растягивающих, изгибающих, сжимающих, истирающих, ударных. Наибольший объем выпуска принадлежит стеновым материалам: кирпичу разной модификации и камню керамическим.

Сырье для получения строительной керамики классифицируется по пластичности и связующей способности, спекаемости и огнеупорности. Пластичность характеризует способность смеси, состоящей из глины и воды, под воздействием внешних нагрузок принимать определенную форму и сохранять ее после снятия нагрузки без трещин и разрушения. Связующая способность определяет сохранение пластичных свойств водоглинистой смеси при дополнительном введении в нее непластичного тонкоизмельченного материала, например песка. По этим показателям глину разделяют: на высокопластичную, среднепластичную, умереннопластичную, малопластичную, непластичную. Спекаемость глин оценивает их способность при определенной температуре обжига уплотняться с образованием прочного искусственного камня. В зависимости от температуры спекания глины классифицируют: • на низкотемпературные (до 1100 °С); • среднетемпературные (1100 – 1300 °С); • высокотемпературные (свыше 1300 °С). Показателем свойств огнеупорности служит температура, при которой начинается процесс плавления глины: • свыше 1580 °С – огнеупорные глины; • 1350 – 1580 °С – тугоплавкие; • до 1350 °С – легкоплавкие.

С целью регулирования свойств формовочной массы и готовых изделий в глину вводят добавки: отощающие, порообразующие, пластифицирующие, плавни. В процессе изготовления керамических материалов с целью объемного окрашивания в смесь вводят беложгущиеся глины и неорганические пигменты. Для повышения декоративности и стойкости лицевой поверхности используют глазури и ангобы.

Простота технологии и неисчерпаемая сырьевая база для производства керамических изделий самых разнообразных видов предопределили их широкое и повсеместное распространение. Этому способствовали также высокая прочность, долговечность и декоративность керамики. В настоящее время керамика остается одним из основных строительных материалов, применяемых практически во всех конструктивных элементах зданий и сооружений.

По назначению керамические изделия делят на следующие виды: • стеновые (кирпич и керамические камни); • кровельные (черепица); • изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, терракотовые плиты, мозаичные плитки и др.); • изделия для внутренней облицовки стен; • плитка для полов и элементы мощения; • санитарно-технические изделия (умывальники, унитазы и трубы); • специальная керамика (кислотоупорная, огнеупорная, теплоизоляционная); • заполнители для легких бетонов (керамзит и аглопорит). Производство. Керамика получается нагревом до высокой температуры изделий, сформованных из уплотненного порошка. В случае традиционных материалов порошок обычно представляет собой смесь глины и других встречающихся в природе минералов. Процесс производства по существу один и тот же для всех видов промышленной керамики. Обычно берется тонкий порошок (размер частиц около 1 мкм), полученный размолом или из растворов путем химического осаждения, распыления или сублимационной сушки, и уплотняется давлением в пресс-форме, как правило, карбидовольфрамовой или стальной. К порошку можно добавлять немного органической связки (например, воска) для придания прессовке прочности и способности сохранять форму (см. также ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ). Впоследствии, во время обжига, связка выжигается. Затем форма заготовки может быть изменена путем резания, сверления или другого вида механической обработки (см. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ).

ОБРАБОТКА КЕРАМИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОКОБРАБОТКА КЕРАМИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК

Бóльшая однородность упаковки порошка может быть достигнута посредством использования давления жидкости для его уплотнения в гибкой резиновой или пластмассовой форме. Таким способом могут быть получены крупные порошковые заготовки. Добавление к порошку значительного количества пластификатора (до 50%) делает смесь достаточно пластичной, так что при умеренных температурах (от 50 до 200° С) ее можно подвергнуть прессованию или литьевому формованию под давлением. Способ литья под давлением хорошо подходит для быстрого производства небольших изделий сложной формы. См. также ПЛАСТМАССЫ.

Для получения керамического материала с хорошими свойствами надо, чтобы его микроструктура была мелкозернистой, однородной, свободной от дефектов и воспроизводимой. Главным условием этого является производство подходящих высококачественных порошков. Для реализации этой цели были исследованы два подхода. Первый состоит в использовании порошков чрезвычайно мелких частиц (размером 10–100 нм). Однако с такими порошками трудно работать, т.к. их частицы имеют склонность к слипанию. Второй подход состоит в получении сферических частиц диаметром ~1 мкм, которые стремятся расположиться регулярным и соразмерным образом, что приводит к образованию зернами регулярной структуры. Для реализации обоих подходов требуются технологические условия, трудно достижимые в традиционных отраслях керамической промышленности.

Применение. Главные области текущих и потенциальных применений промышленной керамики – машиностроение, электротехника и электроника. Два бытовых применения, отмеченных широким рыночным спросом, – магниты из ферритной керамики, используемые во всех телевизионных приемниках и видеотерминалах, и износостойкие уплотнительные кольца (керамика на основе оксида алюминия) водяных насосов для систем центрального отопления. Два приведенных ниже примера иллюстрируют разнообразие применений керамики и разработанных типов керамических материалов. Оконные материалы. Кристаллическая керамика более прочна и огнестойка, чем обычные стекла. Оконные материалы из алюмооксидной керамики используются в условиях высоких температур и высоких механических напряжений, например в качестве колб натриевых ламп высокого давления. Не оставляющие царапин «стекла» для ручных часов изготавливаются из прозрачных монокристаллов оксида алюминия. Монокристаллический оксид алюминия, содержащий различные примеси, является также лазерным материалом. ЛИТЕРАТУРА

Яффе Б. и др. Пьезоэлектрическая керамика. М., 1974 Августинник А.И. Керамика. Л., 1975 Эванс А., Лэнгдон Т. Конструкционная керамика. М., 1980 Балкевич В.Л. Техническая керамика. М., 1984

Содержание: КЕРАМИКА ПРОМЫШЛЕННАЯ ПроизводствоПрименениеМашиностроениеЭлектротехника и электроникаМагнитные материалыБиокерамикаБроняОконные материалыАтомная энергетикаДатчики и пускателиЛитература

Клинкерный фасадный кирпич (облицовочный кирпич) «АВС-Klinkergruppe» - это высококачественный, натуральный материал, который выпекается из сланцевой глины, добываемой в месторождениях Северо-Западной Германии, которая не имеет аналогов в других частях света. Эта глина обладает высокими качественными характеристиками – не содержит солей и мела, высокопластична. Полуфабрикат из глины, полученный методом экструзии (измельчение до фракции 0,5 см в так называемых «мясорубках»), формуется на специальном оборудовании под температурным давлением. Готовые формы подаются в туннельные печи, длина которых порядка 150 метров.

Клинкерная черепица АВС - это высококачественный, натуральный материал для кровли! Крыша является важнейшим элементом как конструкции дома, так и его внешнего вида. Наиболее престижным и надежным кровельным материалом считается натуральная клинкерная черепица. Произведенная по уникальной технологии клинкерная черепица концерна «АВС-Klinkergruppe» имеет отличные эксплуатационные и эстетические характеристики.

Клинкерная напольная плитка благодаря своим свойствам эффективно используется на открытых площадках, патио, террасах, барбекю и т.д. Стойкость напольной плитки к перепадам температур, высокая прочность и низкая истираемость обеспечивают надёжность покрытия на долгие годы.

Анкета по теме Керамические материалы

Результаты анкетирования по теме Керамические материалы

Вывод

Использование керамических материалов в современном строительстве имеет огромное преимущество по сравнению с другими строительными материалами, это объясняется использованием дешёвого местного сырья, простой технологии изготовления и высокими теплозащитными свойствами и поэтому керамические материалы являются наиболее эффективными для строительства зданий.

Полезные ресурсы

Общая классификация керамических материалов

Промышленная керамика

Фасадная керамика Фотографии: [1][2][3]

Другие документы

Учебный проект Материалы и изделия, получаемые спеканием и плавлением