6. Специальные виды керамических материалов

Санитарно-техническую керамику (раковины, унитазы, трубы, хи­мическая посуда и т. п.) изготовляют из фаянса и фарфора.

Фаянс (от названия итальянского города Фаэнца) — разновидность тонкой керамики, получаемая из беложгущихся глин (60...65 %), кварца (30...35 %) и полевого шпата (3...5 %). Отформованное из пластичной массы и высушенное изделие подвергают первичному (так называемо­му «бисквитному») обжигу при температуре 1250... 1280°С; после чего на его поверхность наносится глазурная масса и производится повтор­ный обжиг (1050...1150° С) для глазурования. Глазурование фаянса необходимо, так как он имеет пористый черепок (П = 20...25 %) и высокое водопоглощение.

Фарфор (от перс. фагефур) — изделия тонкой керамики с плотным черепком — получают так же, как и фаянс из беложгущихся глин (около 50 %), но с большим содержанием полевых шпатов (20...24 %) и меньшим содержанием кварца (20...25 %). Фарфор имеет плотный, полностью спекшийся черепок, просвечивающий в тонком слое. Фар­форовые изделия санитарно-технического назначения также покрыва­ют глазурью для придания им гладкости и повышения санитар­но-гигиенических свойств.

Керамические санитарно-технические изделия отличаются декора­тивностью, универсальной химической стойкостью; благодаря твердой и гладкой поверхности они легко чистятся, длительное время сохраняя свои свойства. Недостаток таких изделий, как и керамики в целом, - хрупкость. Несмотря на это, керамика остается лучшим материалом для санитарно-технических изделий.

Канализационные трубы изготовляют из пластичных тугоплавких глин и покрывают глазурью снаружи и изнутри, что обеспечивает их полную водонепроницаемость, химическую стойкость и высокую про­пускную способность. Такие трубы выдерживают гидростатическое давление, более 0,2 МПа.

Керамические трубы имеют небольшую длину 800... 1200 мм, но довольно большой диаметр 150...600 мм. Трубы соединяются друг с другом с помощью раструбов, отформованных на одном конце каждой трубы..

Дренажные трубы для мелиоративных работ изготовляют из кир­пичных высокогатастичных глин. Выпускают гладкие неглазурованные трубы, фильтрующие через свою толщу, и глазурованные с раструбами и перфорацией на стенках.

Клинкерный (дорожный) кирпич изготовляют из тугоплавких глин обжигом до полного спекания. Он имеет меньшие размеры (220 х 110 х 65 мм), чем обыкновенный стеновой кирпич, низкое водопоглощение (2...6 %), высокую прочность при сжатии (40...100 МПа) и морозостой­кость не менее F100. Такой кирпич используют для мощения дорог и тротуаров, устройства полов промышленных зданий, кладки канали­зационных коллекторов.

Огнеупорные материалы получают по керамической технологии (формование, сушка, обжиг) из различных сырьевых компонентов. Их разделяют на огнеупорные (температура размягчения 1580..1770°С), высокоогнеупорные (1770...2000°С) и высшей огнеупорности (> 2000°С). В зависимости от химико-минерального состава огнеупоры могут быть кремнеземистые, алюмосиликатные, магнезиальные (на основе MgO), хромитовые, графитовые (углеродистые). Выбор огнеупора производят по двум показателям: температуре размягчения и стойкости в той среде, где он будет работать (расплавы стекла, шлаков или металла, химически активные газы и т. п.). Наибольшее применение в строительстве имеют кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупоры.

Кремнеземистые огнеупоры (основной компонент SiO₂) по строе­нию могут быть стеклообразные (кварцевое стекло) и кристаллические (динасовые огнеупоры).

Кварцевое стекло хорошо работает при температурах до 1000°С; при более высоких температурах оно расстекловывается (кристаллизуется) и крошится.

Динасовые огнеупоры получают обжигом при температуре около 900°С кварцевого сырья (молотый кварцевый песок с добавкой известковой или другой связки). Динасовые огнеупоры содержат не менее 93 % SiO₂ в виде устойчивых к высоким температурам модификаций тридимита или кристобалита. Огнеупорность — 1600... 1700°С. Их применяют для сводов стеклоплавильных и стекловаренных печей.

Алюмосиликатные огнеупоры делят на три группы: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые.

Полукислые огнеупоры изготовляют обжигом кварцевых пород на глиняной связке (содержание SiO₂ > 65 %; А1₂О₃ < 28 %). Огнеупор­ность-1580... 1700°С.

Шамотные огнеупоры получают обжигом смеси шамота и огнеупор­ной глины. Они содержат 30...35 % А1₂О₃. Отличаются термостойкостью и шлакоустойчивостью. Огнеупорность таких материалов — до 1500°С Применяют в стекловаренной и цементной промышленности.

Высокоглиноземистые огнеупоры содержат более 45% А1₂О₃; получа­ют из бокситов. Их огнеупорность увеличивается с повышением содержания А1₂О₃ и при 60 % и более глинозема составляет 2000°С. Применяют для кладки доменных и стекловаренных печей. .

Для обеспечения высокотемпературной тепловой изоляции выпу­скают легковесные огнеупоры с р_т = 400... 1300 кг/м³ и пористостью соответственно 85...45 %. Использование легковесных огнеупоров су­щественно снижает расход топлива (в 2-3 раза) и продолжительность разогрева печей (в 3-4 раза).