Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Потребительские свойства и показатели качества керамической плитки
Потребительские свойства керамических плиток формируются на стадиях разработки и изготовления и зависят от совершенства формы и конструкции авторского образца, свойств керамики, тщательности изготовления серийной или массовой продукции. В свою очередь качество изготовления изделий определяется характером технологии и точностью ее соблюдения.Один из главных факторов формирующее качество керамической плитки является сырье. Сырье для изготовления керамических плиток подразделяют на материалы для черепка, глазури и материалы для декорирования. Материалы для черепка – это пластичные глинистые вещества (глины, каолин), отощающие (кварцевые) материалы и плавни. Глина – тонкодисперсная горная порода, представляющая собой смесь различных минералов – водных алюмосиликатов (каолинит и др). Глины подразделяют по огнеупорности, способности к спеканию, окраске. Каолин – наиболее ценный глинистый материал, отличающийся высокой огнеупорностью, но слабой пластичностью; ввиду меньшего содержания окрашивающих примесей он имеет почти чисто – белый цвет. В основе керамического производства лежат характерные свойства глинистых материалов – способность образовывать с водой пластичное тесто и легко формироваться, сохранять связанность в сухом состоянии и приобретать прочность и твердость после обжига. Глинистые материалы, особенно каолин, повышают белизну, прочность, химическую и термическую устойчивость обожженных изделий. Отощители – непластичные материалы (кварц, кварцевый песок), которые регулируют пластичность, сокращают усадку изделий при сушке и обжиге, формируют структуру черепка при обжиге. Плавни – это легкоплавкие материалы (полевой шпат, пегматит, перлит, костяная зола и др.), снижающие температуру обжига и способствующие спеканию черепка. Материалами для глазури служат полевой шпат, кварцевый песок, мел и другие. Глазурь – это стекловидная пленка на поверхности керамических изделий. Она снижает водопоглощение черепка, повышает прочность, гигиеничность и эстетичность изделия. Материалами для декорирования керамической плитки являются керамические краски, препараты драгоценных металлов, люстры. Керамические краски подразделяются на: надглазурные, внутриглазурные и подглазурные. Основным сырьем для производства керамических плиток являются глинистые материалы (глины и каолины), кварцевый песок, причем содержание глинистых компонентов в массах составляет не менее 45 – 50%, в т. ч. глин – не менее 30%. 1. Глины и каолин, которые обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки, обеспечение достаточной прочности полуфабриката в высушенном состоянии. Но с увеличением их содержания в массе увеличивается воздушная и общая усадка, следовательно, увеличивается количество брака в производстве. 2. Кварцевый песок который образует «скелет» керамического изделия, то есть выполняет структурную функцию, необходимую для того, чтобы ограничить и контролировать изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге; 3. Карбонатные материалы, в зависимости от характера действия, разделяющиеся на плавни (полевые шпаты – алюмосиликаты натрия, калия, кальция, пегматит, доломит и др.) и отощающие (шамот, кварцевый песок, и т.д.), благодаря которым при обжиге достигается нужная вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия. Кроме основных сырьевых материалов, в производстве используются добавочные, вводимые в массу в качестве электролитов – растворимое стекло, каустическая сода, ПАВ органического происхождения (Сульфитно – спиртовая барда и др.); отбеливающие материалы – сернокислый кобальт и др. Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты), которая наноситься на поверхность изделий и расплавляется. По температуре спекания глазурь подразделяют на: тугоплавкие (1100 – 1350°C) и легкоплавкие (900 – 1100°C). Плавкость глазури зависит от входящих в ее состав материалов. Тугоплавкие глазури наносятся на изделия в сыром виде, т.е. без предварительного сплавления. В их состав входят: кварц, каолин, глина, природные карбонаты двухвалентных металлов (доломит, мрамор, и др). Легкоплавкие глазури предварительно сплавляют. Материалы для сплавления таких глазурей: кварц, полевой шпат, бура или борная кислота, карбонат стронция, магнезит, доломит, и др.При последующем охлаждении расплавленная масса затвердевает, образуя стекло, которое придает верхнему слою плитки особые свойства. Решающее влияние на технологические свойства глин, применяемых для керамических изделий, оказывает их минералогический состав. Он очень разнообразен, что объясняется различным содержанием основных глинистых минералов (каолинита, гидрослюды, монтмориллонита, смешанослойных образований) и различными сочетаниями их. Лучшими для производства керамических изделий являются глины каолинитового и каолинит-гидрослюдистого или гидрослюдисто – каолинитового состава. Основные требования к глинам и другим материалам, из которых составляют керамическую массу, определяются задаваемыми свойствами готового керамического изделия и его назначением. Например, к глазурованным плиткам для внутренней облицовки предъявляются требования по водопоглощению и цекоустойчивости (термостойкости), к плиткам для полов – по водопоглощению и сопротивлению на истираемость, к фасадным плиткам – по водопоглощению и морозостойкости и т. д. Для производства глазурованных плиток для внутренней облицовки применимы как светложгущиеся тугоплавкие и огнеупорные глины, так и легкоплавкие глины некоторых видов, средне – или умеренно пластичные, без крупнодисперсных железистых или карбонатных включений, а также гипса и значительного количества органических примесей. Большинство составов масс, применяемых при производстве керамических плиток на поточно-автоматизированных конвейерных линиях, содержат не только глинистые материалы, кварцевые пески, но и флюсующие добавки, снижающие температуру обжига, благодаря чему обеспечиваются нормальные условия работы жаростойких металлических роликов или жаростойких сеток в щелевых печах. Наряду с глинами и кремнеземом важным видом керамического сырья являются силикаты магния. Для плиточного производства значительный интерес представляет тальк. Это перспективное сырье для получения малоусадочных масс, для скоростных режимов обжига на поточно-конвейерных линиях. Цвет чистого талька белый, светло – серый. Для керамических плиток для внутренней облицовки стен применяют: глины огнеупорные, тугоплавкие, реже легкоплавкие, средне – или умереннопластичные, с низким содержанием крупных и средних включений железистых минералов, гипса и органических остатков. В зависимости от огнеупорности глинистое сырье подразделяют на группы: огнеупорные (1580 и выше (%)), тугоплавкие (от 1350 до 1580 (%)), легкоплавкие (менее 1350%). По количеству, размеру и виду крупнозернистых включений глинистое сырье подразделяют на группы: количество включений размером более 0, 5 мм, %: с низким содержанием (менее 1), со средним содержанием (от 1 до 5), с высоким содержанием (св. 5). Размер преобладающих включений (св.50%), мм: с мелкими включениями (менее 1), со средними включениям (от 1 до 5), с крупными включениями (св. 5). Вид преобладающих включений (св. 50%): с включениями обломков горных пород (граниты, сланцы, кварциты); с включением кварца (кварц); с включениями железистых минералов (пирит, марказит, сидерит, окислы и гидроокислы железа); с включениями гипса (гипс); с карбонатными включениями (кальцит, доломит и др.); с включениями органических (растительные остатки, торф, уголь и др.). В зависимости от пластичности глинистое сырье подразделяют на группы: высокопластичные (число пластичности св. 25), среднепластичные (от 15 до 25), умереннопластичные (от 7 до 15), малопластичные (от 3 до 7), непластичные (не дают пластичного теста). В зависимости от температуры спекания глинистое сырье подразделяют на группы: низкотемпературного спекания (до 1100°C), среднетемпературного спекания (св. 1100 до 1300°C), высокотемпературного спекания (св. 1300°C). Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты, которые наносятся на поверхность изделия и расплавляются). Глазурь (нем. Glasur, от Glas – стекло) - стекловидное защитно – декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом (прозрачное или непрозрачное, бесцветное или окрашенное). Температура плавления глазурей в зависимости от вида черепка и температуры его спекания составляет 900 – 1400°C. Назначение глазурей – прикрыть пористый черепок изделий плотным и гладким слоем, придать изделиям с плотным черепком повышенную механическую прочность и хороший внешний вид, повысить химическую устойчивость, гарантировать электрические свойства, защитить внутри и подглазурный декор от механического и химического воздействия, служить декоративным элементом, а также подложкой над – и внутриглазурного декора. Декорирование плиток может осуществляться методом сериографии, набрызгивания, нанесения глазурей с различным поверхностным натяжением. Существуют следующие виды глазурей: По прозрачности – прозрачные и глухие, по наличию окраски – бесцветные и окрашенные, а так же одноцветные и многоцветные. Прозрачные глазури не прячут цвет и фактуру поверхности самой плитки. Глухая глазурь почти полностью отражает световые лучи и таким образом скрывает поверхность керамического изделия. В глазурном слое глухих глазурей имеются микроскопической величины кристаллы, рассеивающие световые лучи. Глушение глазури достигается введением в ее состав компонентов, которые не расплавляются при обжиге изделия и продолжают оставаться в глазури в кристаллическом состоянии либо которые обуславливают образование новых кристаллов во время затвердевания глазурного расплава. По степени блеска существуют глазури глянцевые и матовые, по методу изготовления – сырые и фриттованные. В сырых глазурях глазурныйшликер изготавливается помолом и смешением компонентов. Фриттой называется сплав первичных компонентов, входящих в состав глазурей. Таким образом, фриттованные глазури приготовляются путем предварительного сплавления ее исходных компонентов и последующим помолом фритты с добавками или без них. По температуре плавления глазури различают легкоплавкие (для температур обжига 900-1100°C) и тугоплавкие (до 1350°C), по предназначению – фарфоровые, фаянсовые и майоликовые. По составу временами глазури называют в соответствии наименованию одного или же нескольких компонентов, которые применяются в процессе изготовления глазури и определяют их основные свойства. Глазури бывают: полевошпатные, свинцовые, борные, циркониевые, стронциевые, литиевые, фосфатные и др. Освоение новых приемов обработки плитки, появление высокоточных станков и специальных добавок, позволяют выпускать керамическую плитку, имеющий различные размеры, толщину и форму. Кроме того, введение в состав исходного сырья особых ингредиентов помогло создать плитки, обладающие повышенной стойкостью к экстремальным температурным режимам, влаге и некоторым видам химических сред. Благодаря этому появилась плитка, которая не боится перепадов температур и способна выдерживать большие механические нагрузки. Такие особенности позволяют применять плитку данного вида внутри и снаружи зданий общественного назначения. Внедрение передовых разработок позволило создать специальную плитку для облицовки бассейнов, саун, душевых и других помещений с повышенной влажностью. Высокоточные станки сделали возможным выпуск коллекций керамической плитки разных форм и конфигураций, а также плиток с отверстиями для декоративных вставок позволяющих создавать художественные панно и разнообразить внешний облик готового покрытия. Поверхность плитки может быть глянцевой или шершавой в зависимости от дальнейшего использования конкретных видов изделий. Выпуск коллекций с уникальными характеристиками стал возможен только в связи с внедрением уникальных технологий, таящих в себе определенную опасность. Прохождение процедуры получения разрешений на применение Ростехнадзора позволяет повысить безопасность производственного процесса. Разработанные и широко внедренные в плиточной промышленности поточно-автоматизированные конвейерные линии производства керамических плиток охватывают следующие технологические переделы: приготовление пресс – порошка в башенных распылительных сушилках, прессование, сушку, глазурование и обжиг. Секретом получения качественного нового материала является тщательно отработанный технологический процесс производства, который непрерывно совершенствуется. В основе его обжиг при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Для производства используется самый разнообразный природный сырьевой материал. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для придания твердости корпусу плитки) и полевого шпата (для придания плавкости). Для приготовления глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для придания цвета). Керамические плитки для внутренней облицовки стен получают в основном из красных легкоплавких, реже светлых тугоплавких глин полусухим прессованием пресс-порошков влажностью 6 – 7%, используя чаще всего шликерную подготовку последних. Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы для последующей формовки. Для формовки применяется два метода – прессование и экструзия. Прессованная плитка получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированная плитка получается при помощи пропускания через соответствующие отверстия влажной смеси сырьевых материалов, придавая ей конечный вид. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер, и, вдобавок, получать поверхность лучшего качества. После формовки плитки, прежде всего, высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Сушка плиток в настоящее время осуществляется в сушилках различных конструкций, с помощью разных способов садки плиток и существенно тепловым режимом, что связано с многообразием применяемых в промышленности технологических способов производства. Плитки сушат: в туннельных сушилках в капселях или стопкой на этажерках печных вагонеток, радиационных ленточных конвейерных сушилках при однорядной укладке плиток. Продолжительность сушки в радиационных ленточных сушилках составляет всего 20 мин, включая время на их охлаждение. Затем подвергаются обжигу (неглазурированная плитка). Химические и физические характеристики – плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям – она приобретает в процессе обжига. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды. Декорирование, помимо эстетических целей, предохраняет керамическую плитку от загрязнений, делает ее водонепроницаемой. Керамические плитки подразделяются на неглазурованные и глазурованные. Неглазурованные плитки практически однородны по всей толщине и обычно не имеют никаких декоративных рисунков. Глазурованные плитки могут быть одинарного обжига и двойного (на первично обожженное изделие наносится эмаль, и оно подвергается повторному обжигу). Для обеспечения сцепления глазури с черепком, получения качественной лицевой поверхности и снижения толщины верхнего лицевого слоя накладывают подглазурное покрытие из качественной глины (ангобирование) с содержанием глинистой составляющей от 50%(мас.) с добавлением щелочесодержащих плавней в виде природных минералов или стеклобоя. Для верхнего лицевого слоя рекомендуют при этом применять боросиликатную глазурь на основе фритты 23-Ц. Подглазурный слой способствует снижению диаметра газовых пузырей в глазури до 20 мкм и менее, что устраняет появление, наколов и сборок на поверхности глазури. При использовании двухслойного покрытия расход глазури снижается на 30 – 40%. При этом толщина верхнего лицевого слоя уменьшается, способствуя тем самым повышению морозостойкости и долговечности плитки. Для прозрачного глазурования целесообразно использовать стекла, содержащие 45 – 55% SiО2 и 20 – 30% MgO. За время образования расплава происходит полное выгорание органического компонента, что устраняет опасность образования наколов. Пигментация – введение в шихту минеральных пигментов, создающих в результате спекания массы требуемую цветовую гамму. Окрашивание – нанесение на/под глазурь в зависимости от прозрачности термостойкого красителя с последующей тепловой обработкой (для фиксации на глазури). За рубежом в последние годы в связи с компьютерной оптимизацией процесса декорирования произошло глубокое изменение методов глазурования и составления глазурей, и однократный обжиг значительно потеснил двукратный. Существуют два способа улучшения эстетики керамических плиток. Способы являются альтернативными и хорошо вписываются в существующие технологические линии. Первый – послойное многократное введение в шихту порошков разного цвета с последующим их прессованием или прессование смеси окрашенных в разный цвет гранул. Таким образом, полученные плитки по своему внешнему виду напоминают гранит или мрамор и создают хороший эстетический эффект. Второй способ улучшения внешнего вида – введение в смесь растворимых солей и пигментов для получения плиток с цветовой гаммой натуральных камней". В результате различных вариантов сочетания технологических процессов (например, разовый обжиг или двойной обжиг), использования разного исходного материала (белые и красные глинистые породы), а также формовки (прессовка или экструзия), производятся различные виды керамической плитки. Плитка однократного обжига. Изделие изготавливается путем прессования смеси сырьевых ингредиентов. Цвет обожженной смеси колеблется от светло-желтого до темно-коричневого в зависимости от содержания железа в глине и от пористости. Большинство керамических плиток однократного обжига изготавливается из светлой смеси: это связано с ее производственными преимуществами, а также с большим спросом на рынке. Спрессованная смесь подвергается глазурованию, а следом однократному обжигу, что обеспечивает хорошее прилипание глазури к смеси. Керамическая плитка может изготавливаться с плотной как стекло или пористой основой. Это чрезвычайно важная характеристика плитки, т.к. от пористости зависит и водопоглощение, которое в свою очередь определяет ее морозостойкость, механическую прочность и, следовательно, область применения. В зависимости от водопоглощения керамических плиток необходимо подбирать и подходящие материалы для их укладки. Низкопористая керамическая плитка пригодна для устройства внутренних и наружных полов и характеризуется высокой стойкостью к механическим агентам и морозу. Изделия подвергаются повышенной усадке в процессе обжига. Высокопористая плитка однократного обжига изготавливается из специальной смеси, рассчитанной на предупреждение усадки в процессе обжига: поэтому возможна укладка плитки с узким швом. Изделие имеет повышенную пористость (большее водопоглощение) и низкую механическую прочность, что делает его пригодным только для облицовки стен. Еще одной разновидностью плиток однократного обжига является плитка глазурованная под давлением. Она изготавливается по современной технологии, в соответствии с которой слой глазури подвергается прессованию вместе со смесью, а дальше обжигу. Готовое изделие имеет низкую пористость и, благодаря высокой толщине слоя глазури, является особо пригодным для устройства полов, подвергающихся высоким нагрузкам при интенсивном движении. Плитка двукратного обжига. Изделие этим методом изготовлялось до внедрения способа однократного обжига: по этой традиционной технологии глазурь наносится на обожженную смесь, затем изделие подвергается второму обжигу. Недостаток этой технологии перед способом однократного обжига заключается в более высокой себестоимости продукции (два обжига вместо одного), а также в невозможности изготовления низкопористых изделий (невозможна глазуровка обожженной низкопористой смеси). В настоящее время керамическая плитка двукратного обжига используется для облицовки стен и пола, в особенности при необходимости придания блеска поверхности плитки. В таком случае двукратный обжиг имеет технологическое преимущество перед однократным: при последней технологии в процессе обжига через глазурь проникает газ от разложения смеси, что образует на блестящей поверхности плитки мелкие следы в виде концов булавок, трещин; такого недостатка нет при технологии двукратного обжига.
Требования к качеству керамической плитки - Функциональные свойства: совершенство выполнения основной функции –определяется в основном физическими, физико-химическими свойствами; универсальность – возможность применения одного материала для различных целей; технологичность – возможность получения цельной поверхности. - Эргономические свойства: удобство пользования – определяется трудоемкостью подготовки к использованию материален и самих работ, их соответствием силовым возможностям человека; гигиенические свойства –загрязняемость, очищаемость, проницаемость для паров, газов материалов и конструкций. - Безопасность и экологичность зависят от возможности выделения вредных веществ, горючести, скорости разложения в природе. - Свойства надежности: долговечность – зависит от устойчивости материалов и конструкций к воздействиям внешней среды; сохраняемость – определяется устойчивостью материалов к факторам при хранении. Функциональные свойства и свойства надежности керамических материалов определяются их физико-химическим показателями, к которым относятся плотность, объемная масса, пористость, отношение к действию низких температур, водопоглощение, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред. Эстетические свойства керамических материалов определяются их цветом, блеском, фактурой, а также часто являются решающими при выборе отделочных материалов, особенно для внутренней отделки помещений интерьера. К показателям физико-химических свойств керамической плитки относятся: Морозостойкость. Это способность керамической плитки, в насыщенном водой состоянии, выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения. Показатель морозостойкости характеризуется количеством циклов (замораживаний/оттаиваний) который выдерживает насыщенный водой образец, не имея видимых признаков разрушения. Данный показатель зависит от водопоглощения плитки (чем выше водопоглощение, тем ниже морозостойкость и наоборот). Морозостойкость материалов зависит от прочности и плотности. Плотные материалы с малым водопоглощением морозостойкие. Морозостойкими считаются те материалы, в которых после указанного числа циклов не наблюдается трещин, расслаивание; понижение прочности – не более 15%, потеря массы – не более 5%. Теплоемкость и теплопроводность. С помощью этих свойств плитка быстро вбирает и проводит тепло. Теплопроводность зависит от вида материала, характер пор, величины пористости, влажности. Чем больше пористость, тем ниже теплопроводность. Такой показатель качества плитки хорошо подходит для облицовки печей и каминов. Водопоглощение. Оно обозначает соотношение массы сухого вещества и массы воды, поглощенной материалом при полном насыщении. Чем меньше водопоглощение керамической плитки, тем она более прочная и долговечная. На показатель водопоглощения плитки следует обращать особое внимание при облицовке бассейнов, ванных комнат и прочих помещений с повышенной влажностью. Прочность. Керамическая плитка – очень прочный и твердый материал. Предел ее прочности при сжатии может достигать 300 МПа (3000 кгс/см2) Жесткость. Керамическая плитка не гнется и не деформируется даже при высоких нагрузках на растяжение. И чем толще плитка, тем выше этот показатель. Огнеупорность и огнестойкость. Благодаря огнеупорности плитку можно использовать для облицовки печей и каминов. Она не горит и, более того защищает от огня облицованную поверхность, а при нагревании не выделяет токсичных газов. Устойчивость цвета. Плитка не чувствительна к воздействию солнечных лучей и не изменяет своего цвета. Антистатичность и электроизоляционные свойства. Это означает, что плитка не накапливает статического электричества и не проводит электрический ток. Химическая стойкость. Керамическая плитка обладает «иммунитетом» к разрушающему воздействию химически активных веществ (боится только фтористо – водородной кислоты). Устойчива к воздействию растворов бытовой химии, кислот. Гигиеничность. Керамическая плитка – один из самых гигиенических материалов. Одной из важнейших характеристик любого напольного покрытия, в том числе и керамической плитки, является износостойкость, то есть способность материала противостоять изменению внешнего вида и геометрических размеров в результате воздействия эксплуатационных факторов, которые в большинстве случаев носят механический характер. Термическая стойкость глазури для плиток с закристаллизованной, реакционноспособной или другой специальной глазурью и для плиток с реакционными красками не регламентируются. Глазурь плиток должна быть химически стойкой. На лицевой поверхности плиток не допускаются трещины и цек. Допустимые дефекты приведены в таблице 1. Таблица 1 - Допустимые дефекты
На лицевой поверхности плиток не допускаются видимые с расстояния 1 м щербины, зазубрины, плешины, выплавки (выгорки), засорки, слипыш, мушки, пузыри, пятна, прыщи, наколы, а с расстояния 2 м - сухость глазури, сборка глазури, волнистость, неравномерность окраски глазурью, нечеткость контура рисунка, разрыв декора, смещение декора, недожог красок. Допускается частичное покрытие граней плиток глазурью толщиной не более 1 мм.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 7331; Нарушение авторского права страницы