ОБЖИГОВЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Предохранение каменных материалов от разрушения

Основные причины разрушения природных каменных мате­риалов в сооружениях: замерзание воды в порах и трещинах, вы­зывающее внутренние напряжения; частое изменение температу­ры и влажности, вызывающее появление в материале микротре­щин; растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении; химическая коррозия, происходящая под дейст­вием газов, содержащихся в атмосфере (SO 2 , СО 2 и др.), и ве­ществ, растворенных в грунтовой или морской воде.

Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды. Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и про­филированных деталей.

Для пористых каменных материалов, которые не полируются, используют химическую защиту , например,путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составами и нанесения на лицевую поверхность гидрофобизирующих (водоотталкивающих) составов. Кремнефторизацию (или флюатирование ) применяют для повышения стойкости наружной облицовки и других материалов, полученных из карбонатных пород. При пропитывании известняка раствором флюата (соли кремнефтористоводородной кислоты) происходит химическая реакция

2СаСО 3 + MgSiF6 = 2CaF 2 + MgF 2 + SiO 2 + 2CO 2

Полученные нерастворимые в воде вещества CaF 2 , MgF 2 и SiО 2 отлагаются в порах и уплотняют лицевой слой камня. В результате этого уменьшается его водопоглощение и возрастает морозостойкость; облицовка из камня меньше загрязняется пылью.

Некарбонатные пористые каменные материалы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей (например, СаС1 2), а после этого пропитывают флюатами.

Гидрофобизация , т.е. пропитка гидрофобными составами (например, кремнийорганическими жидкостями), понижает проникновение влаги в пористый камень, в частности при капиллярном подсосе. Для защиты камня от коррозии применяют пленкообразую­щие полимерные материалы – прозрачные и окрашенные. Также про­питывают поверхность камня мономером с последующей его полимеризацией.

Керамическими (от греческого «керамос» – глина) называют искусственные каменные материалы и изделия, получаемые высокотемпературным обжигом глин с минеральными добавками.

Классификация керамических изделий. По структуре черепка различают: а) плотные изделия со спекшимся черепком (материал, из которого состоят керамические изделия после обжига, в технологии керамики называют керамическим черепком) и водопоглощением менее 5 % (плитки для полов и облицовки фасадов, клинкерный кирпич); б) пористые изделия с водопоглощением более 5 % (стеновые, плитки внутренней облицовки стен).

По назначению различают керамические изделия: для стен (кирпич и керамические камни); облицовки фасадов (лицевой кирпич и камни); плитки для внутренней облицовки стен и полов; кровельные (черепица); санитарно-техническое оборудование (изделия из фаянса); дорог и подземных коммуникаций (дорожный кирпич, трубы и т.п.); теплоизоляции (легкий кирпич, фасонные изделия); кислотоупорные изделия (кирпич, плитки, трубы и т.п.); огнеупоры; заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

Сырье для производства керамических изделий. Основным сырьевым материалом для производства строительных керамических изделий является глинистое сырье, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками – отощающими, пластифицирующими, порообразующими, плавнями и др.

Основные свойства глин как сырья для производства керамики : пластичность и связность глиняного теста, способность отвердевать при высыхании и переходить в необратимое камневидное состояние при обжиге.

Пластичность глин обеспечивается содержанием в них глинистых частиц пластинчатой формы размером 0,005 мм и менее. Наличие между этими частицами тонких слоев воды за счет действия молекулярных и капиллярных сил обеспечивает связность частиц и способность их к скольжению относительно друг друга без потери связности.

При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается в объеме. Этот процесс называется воздушной усадкой (2-12 % по объему). При этом глина затвердевает, но при добавлении воды вновь переходит в пластичное состояние. При обжиге при температуре около 1000 °С керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства и за счет образования новых минералов приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность. Одновременно с этим происходит дальнейшее уплотнение и усадка материала, которая называется огневой усадкой (2-8 %). Способность глин уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок называется спекаемостью глин. В зависимости от температуры обжига получают пористый (около 1000 °С) или спекшийся (более 1100 °С) черепок.

Основные виды керамических изделий – этостеновые изделия, облицовочные материалы и изделия, керамические материалы и изделия специального назначения.

Стеновые изделия. В группу стеновых керамических материалов входят кирпич (одинарный, утолщенный, модульных размеров) и камни, изготовляемые способом полусухого прессования или пластического формования, а также крупноразмерные блоки и панели. Кирпич керамический одинарный имеет форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями, прямыми ребрами и углами размерами 250´120´65 мм; утолщенный – размерами 250´120´88 мм. Кирпич может выпускаться полнотелым (без пустот и с технологическими пустотами в количестве не более 13 %) и пустотелым (с вертикальным или горизонтальным расположением пустот), а камни – только пустотелыми. Плотность кирпича и камней в зависимости от наличия и количества пустот находится в пределах от 1400 до
1900 кг/м 3 , теплопроводность – от 0,4 до 0,8 Вт/(м × ºС). По этим показателям пустотелые кирпич и камни, а также пористо-пустотелый кирпич (в состав керамической массы вводят выгорающие добавки) относятся к группе эффективных стеновых керамических изделий. Причем эти виды кирпича и камней подразделяют на условно-эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен, и эффективные, позволяющие значительно уменьшить толщину стен.

Марку камней по прочности определяют в зависимости от значений предела прочности при сжатии, а для кирпича – и с учетом предела прочности при изгибе. Марки по прочности полнотелого кирпича, а также пустотелых кирпича и камней с вертикальным расположением пустот – 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250 и 300, а с горизонтально расположенными пустотами – 25, 35, 50, 100. Марки кирпича и камней по морозостойкости – F 15, F 25, F 35, F 50. Водопоглощение не должно быть для полнотелого кирпича менее 8 %, для пустотелых изделий - менее 6 %. Масса кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 4,3 кг, камней - не более 16 кг.

Эти изделия применяются для кладки наружных и внутренних стен, кладки фундаментов (из полнотелого кирпича).

Облицовочные материалы и изделия. Различают: фасадные облицовочные изделия – кирпич и камни керамические лицевые (укладывают в стену здания в перевязку с обыкновенными, они отличаются от последних повышенными физико-механическими показателями и улучшенными показателями внешнего вида); керамические изделия для внутренней облицовки – плитки для внутренней облицовки стен (применяют в помещениях санузлов, кухонь, бань, прачечных, станций метро и т.п.); плитки для полов. Величина основного, помимо размеров и внешнего вида, нормируемого показателя для керамических плиток – водопоглощения – имеет значение при выборе материала для облицовки помещений с влажным режимом и плиток для полов. При обычных условиях эксплуатации (внутри помещений) этот параметр не оказывает заметного влияния на потребительские свойства керамической плитки. Совершенно иная ситуация складывается при использовании плитки вне помещения: морозостойкость керамических изделий напрямую зависит от водопоглощения. Считается, что плитка с водопоглощением менее 3 % пригодна для применения на улице (крыльцо, балкон и т.п.) или в неотапливаемых помещениях. Керамические плитки для улучшения внешнего вида и создания дополнительной защиты покрывают глазурью .

Керамический гранит принадлежит к тому же классу отделочных материалов, что и керамическая плитка, но отличается от нее повышенными механическими характеристиками (прочностью, твердостью и износостойкостью), а также текстурой, имитирующей природный камень. Этот комплекс свойств достигается в результате применения смеси глин и минеральных добавок, сходной по составу с фарфоровой массой. Плитки, отформованные из этой смеси под высоким (до 50 МПа) давлением, подвергаются высокотемпературному обжигу (более 1200 °С), что приводит к спеканию массы и обеспечивает получение чрезвычайно твердого и плотного черепка, практически лишенного пор и пустот. Это позволяет обходиться без нанесения на поверхность плитки защитного слоя глазури.

Керамические плитки и керамогранит производятся размеров: от 15´15 до 40´40 и 30´60 см. Толщина облицовочных плиток обычно 5; 6 мм; плиток для полов и керамогранита – 8,5; 12; 15 мм.

Керамические материалы и изделия специального назначения. Выпускают кирпич и камни керамические для кладки и футеровки промышленных дымовых труб и печей; камни трапецеидальной формы для устройства подземных коллекторов; дорожный клинкерный кирпич для мощения улиц и дорог, полов, облицовки набережных и т.п.; глиняную черепицу – старейший вид кровельных материалов; керамические трубы: канализационные (с плотным черепком) и дренажные (с пористым черепком); теплоизоляционные керамические изделия – ячеистая керамика, керамзит; огнеупорные материалы (изготавливают в виде кирпича, блоков, плит из различных сырьевых компонентов по технологии, близкой к керамической).

Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.

Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.

Из чего делают керамику и где взять материалы для работы

Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от , натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.

Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.

Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.

Натуральная глина бывает разных видов :

• Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
• Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
• Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
• Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
• Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.

Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.

Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.

Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.

Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.

Способы изготовления керамических изделий

Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.

Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.

Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.

Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.

Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.

Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.

Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.

Гончарная печь – виды и предпочтения

Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.

В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.

В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.

Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.

Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.

Как выбрать гончарный круг

Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.

Наиболее популярными видами природного камня являются гранит, доломит, песчаник, известняк, природные валуны.

Гранит – один из самых дорогих и прочных материалов. Единственным его недостатком является трудность обработки, поэтому для изготовления многих элементов декора он просто не подходит.

Доломит также относится к прочным материалам, обладает прекрасными цветовыми оттенками и необычным рельефом поверхности. Этот вид материала годится практически для всего. Перед тем как его использовать, следует проверить, нет ли на камне трещин. Облицованные камнем поверхности даже с незначительными микротрещинами постепенно начнут разрушаться под воздействием воды и мороза. Микротрещины, как правило, имеет доломит, взятый с верхнего горизонта.

Песчаник по прочности не уступает доломиту, но по цветовой гамме он более однообразен и менее интересен. Поэтому в больших количествах его использовать нежелательно, иначе композиция будет монотонной. В дизайне его обычно разбавляют другими камнями, например рыжим или розовым доломитом.

Известняк очень мягок в обработке. Из него можно изготовить даже самую замысловатую конструкцию. Но он отличается меньшей прочностью и большей мягкостью, поэтому не следует им выкладывать пол, известняк не пригоден для мощения дорожек. Не годится он и для альпинариев, так как в альпийской горке быстро превратится в песок.

Известняк, если в нем не обнаружено микротрещин, подойдет для облицовки стен. Несмотря на то что он достаточно мягок, сооружения из известняка стоят не тронутые временем сотни лет.

Природные валуны в основном применяют при создании альпийских горок, японского сада, а также при оформлении живописных композиций, для подпорных стенок. Существует целое искусство живописать камнями (рис. 10 ).

Каменистые сады представляют собой декоративную горизонтальную композицию, в которой фоном служат камни, а растениям отведены соответствующие места среди них. Дорожки и террасы вымощены камнями. Такие сады декорируют фонтанами, водопадами, каскадами и другими архитектурными сооружениями в виде арок, беседок, скамеек и др. Водоемы здесь оформлены природными валунами и речной галькой. Каменной кладкой укрепляют откосы и стены, делая вставки в виде каменных чаш, в которых высаживают различные альпийские растения. Соорудить такой сад можно на приусадебном участке с любым рельефом.

Керамикой называют некрупные изделия, горшки, вазы, различные украшения. В переводе с древнегреческого «керамика» означает все поделки, сделанные из глины, в том числе скульптуры, предметы быта и даже постройки. Трудно представить, что простой кирпич – самая что ни на есть типичная керамика. В обожженном виде глина является довольно распространенным и простым строительным материалом, она бывает различных сортов. Глина мягка и податлива, из нее можно лепить все, что угодно. Тонкий пласт глины можно перегнуть под прямым углом.

Керамика в саду бывает нефункциональной и функциональной. Нефункциональные керамические вещи служат просто украшением участка. Это могут быть отдельно стоящие фигуры, например лягушки, улитки, гномики и так далее, а также абстрактные элементы – керамические валуны, живописно расставленные на участке, и т. п.

Функциональными являются керамические украшения, выполняющие какую-то определенную бытовую функцию. Это могут быть элементы оформления фонтанов, ручьев, одновременно являющиеся краном или руслом; облицовка фонтана, бассейна, пруда; светильники, отделанные элементами керамики, например в виде скульптуры; горшки, вазы для растений; всевозможные опорные стенки, бортики, отделка лестниц.

Недостатком керамики является то, что далеко не каждая керамическая вещь способна выдерживать российский климат. Поэтому перед покупкой изделия в первую очередь определитесь, нужна вам керамика на участке только на летний период или круглый год. Летние керамические украшения на зиму заносят в помещение. Для керамики губительной является в основном влага. Поэтому, если вы в начале осени, до наступления сезона дождей, поместите изделие пусть даже в холодное, но сухое место, где нет опасности попадания на него воды, керамика благополучно перезимует.

Долговечность керамических изделий зависит от двух факторов: способности к водопоглощению и устойчивости к замерзанию и размораживанию.

Керамика, являясь пористым материалом, может впитывать влагу. При замораживании оставшаяся в порах вода расширяется и превращается в кристаллики льда, которые занимают большее пространство, чем капли воды; изделие в этом случае разрушается изнутри и рассыпается.

Некоторые виды керамики способны выдерживать несколько циклов заморозки-разморозки. Как правило, предприятие-изготовитель дает гарантию на 500 циклов заморозки-разморозки. При учете, что в условиях нашей страны за одну зиму происходит примерно 7 заморозков, такая керамика прослужит более 70 лет, и гарантия, соответственно, дается на этот период.

Для зимы подходят следующие материалы, выделенные в 3 группы:

1. Фарфор (особым образом обожженная белая глина) является самым лучшим, прочным и дорогим материалом. Он практически не поглощает воду, поэтому не лопается при резких перепадах температур. Фарфоровая вещь примерно втрое дороже аналогичной вещи, выполненной из терракота.

2. Высокотемпературная керамика (из любой глины) бывает разных видов: каменная масса, яшмовая масса, высокотемпературные терракота и шамот. Она уступает по прочности и цене лишь фарфору. Глину обжигают при высоких температурах (1250–2000° С). Этот процесс сходен с процессом, происходящим в жерле вулкана, откуда затем вытекает лава и при охлаждении превращается в каменную массу. Высокотемпературная керамика практически не разрушается под воздействием температур и имеет почти нулевое водопоглощение, поэтому вода и морозы – главные враги керамики – ей не опасны.

3. Терракота и шамот (обожженная красная глина со специальной пропиткой). Обжиг происходит при низких температурах (менее 1250° С), поэтому по сравнению с двумя предыдущими видами эти материалы менее прочные и более дешевые. Обычный красный кирпич является терракотой. Материал очень пористый и поглощает большое количество влаги, но также легко ее отдает. Поэтому кирпичные стены достаточно прочные и выдерживают определенный промежуток времени перепады температур. Для того чтобы сделать терракоту и шамот устойчивыми к размораживанию, их пропитывают специальным веществом. Но в емкости, изготовленной из пропитанного материала, плохо растут растения, так как их корням не хватает воздуха. Чтобы этого не происходило, в изделиях из терракоты делают вставки из обычной низкотемпературной керамики, которую после разрушения заменяют на новую.

Изделия из терракоты очень красиво смотрятся на зеленой лужайке. Шамот – это терракотовая масса, в которую добавлена крошка из обожженной глины. Первоначально этот материал использовался исключительно для изготовления печей. Но его полюбили художники за пластичность. Если для лепки изделий из терракоты требуется профессионализм, то работать с шамотом сможет любой человек.

Для лета сгодятся все виды керамики, в том числе и низкотемпературные шамот и терракота без пропитки, а также фаянс, самый дешевый и непрочный материал. Сегодня фаянс обжигают только при низких температурах.

В последнее время в садовом дизайне все большей популярностью пользуется мульчирование. Раньше его применяли в связи с агротехническими причинами, сегодня мульча также стала элементом декора. Что же такое мульчирование и для чего оно нужно?

Мульча происходит от английского слова mulch и переводится как «подстилка в травянистых формациях». Сегодня мульчированием называют покрытие поверхности земли различными материалами в целях создания благоприятных условий для роста растений.

Мульчирование уменьшает испарение влаги из почвы, регулирует температуру, предохраняет почву от разрушения. При поливе вода не разбрызгивается грязными каплями во все стороны, а после высыхания почва не покрывается некрасивой коркой с трещинами. Мульча препятствует попаданию в землю семян сорняков и прорастанию уже имеющихся в почве семян. Мульча – такая, как торф, кора, опилки, листья, трава или мелко наломанные веточки, – является природным материалом; со временем она перерабатывается почвенными микроорганизмами и становится отличным органическим удобрением для самих же растений. И самое главное, на фоне мульчи прекрасно смотрятся декоративные растения; она становится своеобразным элементом дизайна и выглядит намного лучше по сравнению с голой, ничем не засаженной землей.

В дикой природе все травянистые растения замульчированы естественным образом: в лесу таковой являются опавшие листья, хвоя, на открытых площадках – прошлогодняя дернина. В природе не встретишь открытых, ничем не занятых участков земли. Она может быть прикрыта не только органическим материалом, но также камнями и песком. На участке мульча также необязательно должна быть органического происхождения.

Неорганическая мульча должна выглядеть красиво. В качестве нее не подойдет пленка или материалы – такие, как лутрасил или геотекстиль, используемые в основном в промышленном растениеводстве, в питомниках для выращивания овощных культур.

Мульча из искусственных материалов имеет свои плюсы и минусы по сравнению с органической. Она не перерабатывается микрофлорой почвы и поэтому постоянно сохраняет свой первоначальный объем, не служит укрытием для вредных насекомых и слизней. При избыточной влажности она не покрывается плесенью в отличие от природной мульчи. Она выглядит очень эстетично и современно и способна украсить любой, даже самый неприметный уголок.

Мульча не накапливает влагу, так как имеет пористую систему. Ее трудно полностью удалить с почвы при переустройстве участка. Неорганическая мульча продается не везде и не всегда. Какой вид мульчи вы-брать для своего участка, решать вам.

Первые керамические изделия появились задолго до того, как люди научились выплавлять металл. Древние горшки и кувшины, которые археологи находят по сей день, являются тому подтверждением. Стоит заметить, что керамический материал имеет уникальные свойства, которые делают его в некоторых сферах просто незаменимым. Давайте рассмотрим с вами особенности керамики, поговорим о её производстве и характеристиках.

Общие сведения

Получают керамические изделия путем спекания глины и смесей с органическими добавками. Иногда используют оксиды неорганических соединений. Первые такие изделия появились еще 5 000 лет назад. За это время технология производства существенно усовершенствовалась, и сегодня нам доступны высокопрочные керамические изделия. Они используются в строительстве для облицовки фасадов, полов, возведения стен и т. д.

Есть керамические изделия с плотным и пористым черепком. Ключевое отличие между ними заключается в том, что плотный черепок является водонепроницаемым. Это фарфоровые изделия, плитки для полов и т. п. Пористый черепок - черепица, дренажные трубы и другое.

История возникновения

Слово "керамика" в переводе с греческого означает "глина". Естественно, для изготовления любого изделия использовалась своего рода смесь. В неё добавлялись необходимые материалы в зависимости от того, что нужно было получить в конечном итоге. Первое время вручную, а несколько позже и на специальном станке изделию из глины придавалась специальная форма. В дальнейшем керамические изделия обжигаются в печах при высокой температуре.

Во многих странах использовались собственные Это касается гончарных масс, росписи и глазурования. Первым государством, которое добилось существенного развития данной отрасли, считается Египет. Именно производство керамики там было налажено в первую очередь. Изделия были из грубой и плохо перемешанной глины, но в дальнейшем технология усовершенствовалась. Сегодня находят кирпичи из желтой глины, которые якобы использовались при строительстве пирамид Мемфиса.

Появление фарфора

Долгое время в Китае использовали такой материал, как нефрит. Он был красивым, но довольно хрупким и сложным в обработке. Спустя долгие годы поисков было найдено решение. Фарфор более прост в изготовлении. Тем не менее и тут были свои нюансы. К примеру, слюду и цваоку, которые находили в "фарфоровых камнях", перетирали в мелкий порошок и хранили более 10 лет. Делалось это для того, чтобы материал стал максимально пластичным. Первыми фарфоровыми изделиями в Китае были высокие и вытянутые сосуды. Они имели полированную поверхность и голубой или темно-зеленый цвет. Последние ценились больше всего.

Сегодня считается, что именно Китай является государством, где фарфор был распространен наиболее широко. Это действительно так, хотя он был популярен и в Европе, но появился там позже, и его производство развивалось дольше.

Основные виды керамики

В настоящее время изделия из глины имеют широкую классификацию. Так, гончарные предметы можно поделить на две основных группы:

• неглазированная керамика (терракота и гончарная);
• глазированная (майолика, шамот).

Терракота - с итальянского "обожженная земля". Изделия изготавливаются из цветной глины и имеют пористую структуру. Из терракоты делают вазы, посуду, а также игрушки и черепицу.

Гончарная же керамика более сложна в обработке. Для того чтобы сделать её водонепроницаемой, необходимо лощение. Дальше изделие подвергается морению. Для этого его оставляют в горячей печи в дыму до полного остывания. Сегодня многие виды керамики, в частности гончарная, крайне популярны. Используется она в быту для хранения молока, сыпучих материалов или как декор.

Что же касается второго вида - глазированной керамики, то тут наибольшей популярностью пользуются фарфор и фаянс. Первый более дорогостоящий и трудоемкий в производстве, второй - практичный и дешевый. Различаются они между собой тем, что фарфоровые изделия содержат меньше глины и больше специальных добавок. Кроме того, фарфор просвечивается на свету, в отличие от фаянса.

Об огнеупорах

Изделия из смесей глины являются огнеупорными. В зависимости от назначения они могут выдерживать температуру от 1 300 до 2 000 градусов по Цельсию, и даже выше. Используется специальная печь для обжига керамики. в наибольшем количестве применяются в металлургическом процессе. Там они используются для конструирования доменных печей и агрегатов.

Вполне логично говорить о том, что с повышением температуры прочность огнеупора не теряется, а, наоборот, повышается. Достигается это за счет наличия в составе тугоплавких оксидов, силикатов и боридов. Они используются практически везде, где имеют место высокотемпературные процессы. Очень часто они встречаются формованными, то есть в виде конкретного изделия, допустим, кирпича. Реже необходимо применение неформованных огнеупоров в виде порошка.

Керамика в строительстве

Это же касается и керамической плитки, которая, несмотря на появление полимеров, не сдает позиции. Она все так же используется для оборудования помещений с повышенной влажностью и температурой. Среди облицовочных материалов первое место занимает керамзит.

За последние несколько лет на 4 % увеличилось производство пустотелого керамического блока и кирпича. Для их изготовления необходимы минимальные изменения на кирпичных заводах и фабриках, при этом затраты окупаются за первый год продаж. За рубежом пустотелая керамика уже давно заняла лидирующую позицию и продается гораздо лучше обычного кирпича.

Специальные керамические материалы

К таким изделиям можно отнести санитарно-технические и канализационные трубы. Первые разделяются на три большие группы:

• из твердого фаянса (пористый черепок);
• санитарный фарфор (спекшийся черепок);
• полуфарфор (полуспекшийся черепок).

Основные требования, выдвигаемые к санитарно-техническим изделиям - это устойчивость к механическим повреждениям, теплостойкость. Рецептура должна соблюдаться в строгом порядке, это же касается и технологии. Используется только профессиональная и высококачественное сырье. К санитарно-техническим изделиям стоит отнести раковины, унитазы, ванны, радиаторы и т. п. Верный способ проверки качества изделия - легкое постукивание по корпусу. Звук должен быть чистым и без дребезжания. Это указывает на обжиг при правильной температуре и отсутствия трещин.

Что касается канализационных труб, то они должны иметь плотный спекшийся черепок. выпускаются диаметром 150-600 мм. Обычно покрываются глазурью как изнутри, так и снаружи. Для таких изделий характерна высокая устойчивость к агрессивной среде и блуждающему электрическому току. Имеют умеренную стоимость, что делает их более доступными.

Физико-химические свойства керамики

Как уже было отмечено выше, все изделия можно разделить на две обширные группы: плотные и пористые. Плотные имеют коэффициент водопоглощения менее 5 %, пористые - 5 % и более. К последней группе можно отнести следующие изделия: глиняный кирпич (пористый и пустотелый), пустотные облицовочную плитку, черепицу для кровли. Плотные керамические изделия - дорожный кирпич и напольная плитка. В санитарно-технической отрасли встречается как пористая, так и плотная керамика.

Говоря о физико-химических свойствах, нельзя не отметить ключевой недостаток керамики. Заключается он в повышенной хрупкости по сравнению с другими материалами. Тем не менее высокая доступность и универсальность делают данный материал одним из самых востребованных во многих отраслях промышленности и даже в повседневной жизни человека. Современные технологии позволяют получать гладкую поверхность сразу после обжига. Если требуется достигнуть определенного цвета, то добавляют окислы железа или кобальта.

Особенности микроструктуры

При нагревании керамика постепенно переходит в жидкое состояние. Оно отличается большим количеством простых и сложных соединений. При остывании происходит кристаллизация. Проявляется она в выпадении чистых кристаллов, которые увеличиваются в размерах. Когда масса твердеет, то в структуре образуется микроконгломерат. В нем зерна муллита сцементированы затвердевшей массой. Стоит обратить ваше внимание, что атомы кислорода образуют своего рода матрицу. В ней присутствуют маленькие атомы металлов, которые замещаются в пустотах между ними. Следовательно, в микроструктуре преобладают ионные и несколько меньше ковалентные связи. Химическая стабильность и устойчивость достигаются за счет наличия крепких и прочных химических соединений.

Как было отмечено выше, применение керамических материалов ограничено. Обусловлено это тем, что кристаллы неидеальны. Кристаллические решетки имеют множество дефектов: поры атомного размера, деформации и т. п. Все это существенно ухудшает прочность. Однако есть тут и свои нюансы. К примеру, при соблюдении технологии во время изготовления того или иного вида керамики вполне возможно добиться хороших результатов по прочности. Для этого крайне важно соблюдать температурный режим и длительность обжига изделия.

Характеристика и свойства глины

Глина - осадочная горная порода, которая независимо от состава и структуры при смешивании с водой образует пластичный материал. После обжига - камневидное тело. Обычно смесь плотная, в большей степени состоит из алюмосиликатов. Нередко в глинах находят и такие породы, как кварц, шпат, а также гидроксиды и карбонаты кальция, магния и соединения титана.

Каолины - наиболее чистые глины, которые известны на сегодняшний день. Практически полностью состоят из каолинита. После обжига приобретают белый цвет. Необходимая для обработки пластичность достигается за счет наличия в структуре мелких зерен глинистого вещества (0,005 мм). Естественно, чем больше в составе такого вещества, тем пластичность выше, и наоборот.

К основным керамическим свойствам глин стоит отнести:

• пластичность - деформирование без нарушения целостности;
• связность;
• воздушная и огневая усадка;
• огнеупорность.

Сегодня используются различные отощающие и обогащающие добавки, которые позволяют изменять свойства материала в ту или иную сторону. Это приводит к тому, что керамические изделия становятся еще более востребованными и доступными.

Технологическая схема производства

Характеристика керамических материалов говорит о возможности использования глин в различных отраслях промышленности. Это привело к тому, что появился большой спрос, а следовательно, выросло предложение. Заводы по производству в большинстве случаев работают по одной и той же схеме:

• добыча сырья;
• подготовка;
• формирование и сушка;
• обжиг и выпуск продукта.

Для минимизации затрат обычно фабрики возводят в непосредственной близости от месторождения глины. Добыча осуществляется открытым способом, то есть экскаватором. На следующем этапе выполняется подготовка массы. Сырье обогащается, дробится и перемешивается до однородной массы. Формирование будущего керамического изделия осуществляется мокрым и сухим способами. В первом случае массу увлажняют до 25 %, а во втором - не более 12 %.

Раньше часто использовалась естественная сушка. Однако результат зависел по большей части от погоды. Следовательно, в дождь или холод завод стоит. Поэтому используют специальные сушилки (газовые). Наиболее ответственным этапом является обжиг. Крайне важно соблюдать технологию, которая довольно сложна. Многое зависит и от охлаждения керамики. Не допускается резкий перепад температур, который может привести к искривлению плоскости. Только после этого можно продавать керамические материалы. Технология производства, как вы видите, непростая, состоит из нескольких этапов. Каждый из них должен соблюдаться. Если этого не происходит, то на полках магазина мы можем встретить брак.

Немного о недостатках керамики

Как уже было сказано, состав керамических материалов неидеален. В частности, это сказывается на прочности изделия из глины. Любое механическое повреждение может проявиться как скол, трещина и т. п. Это и является ключевым недостатком. Но есть и другие факторы, которые сдерживают повсеместное распространение рассматриваемого нами материала. Один из них - высокая стоимость. К примеру, черепица керамическая для кровли загородного дома - прекрасное с эстетической точки зрения решения, но обойдется такое удовольствие очень дорого.

При этом её внешний вид будет сохраняться не более 5 лет при надлежащем уходе. В дальнейшем происходит выцветание, появление мха на поверхности и т. п. Наряду с этим хрупкость и ломкость приводят к тому, что любое механическое повреждение может повлечь за собой протекание кровли, а это уже мало кому понравится. Конечно, современный керамический материал смотрится весьма эффектно, что достигается за счет широкой фактуры цветов и высокого качества изготовления. Но стоит он по-прежнему дорого, что зачастую и заставляет задуматься о целесообразности такого выбора.

Подведем итоги

Мы рассмотрели основные свойства керамических материалов. Исходя из всего выше сказанного, можно заключить, что такие изделия обладают некоторой уникальностью. Заключается она в том, что при отсутствии механических повреждений они прослужат очень и очень долго. Кроме того, керамический материал для литья жидкого металла на заводах также является незаменимым, ведь выдерживает высокие температуры.

Что же касается повседневной жизни, то тут керамика очень кстати. Специальная посуда для приготовления еды в духовке, хоть и изменила свой внешний вид за многие годы, но делается все так же из этого материала. Фарфор, несмотря на свою большую стоимость, обладает изящным видом и просто радует глаз. Это касается и фаянса, который при должном исполнении сложно отличить от фарфора.

В любом случае необходимо использовать керамический материал. В первую очередь это обусловлено большими запасами природной глины. Её действительно много, и каждый год разрабатываются все новые и новые карьеры по добыче этого природного ресурса. Второй немаловажный фактор - экологическая чистота. Раньше у людей вообще не было возможности использовать какие-либо вредные добавки для улучшения прочностных характеристик изделия. Сегодня ситуация изменилась, пусть и не слишком критично. Керамическая плитка, в отличие от синтетических материалов, не вредит здоровью. Это касается и посуды из керамики, которая, по сравнению с пластиком, особенно если последний нагрет, не наносит вреда вообще.

Представляет собой сплав кремнистого песка и других компонентов с добавками окрашивающих оксидов. В результате переплава кварцевого песка, полевого шпата, соды с оксидами металлов при температуре 1400°С - 1600°С получается однородная масса, которую формуют литьевой штамповкой при температуре 1000°С. Технология изготовления стеклянной мозаики такова, что она становится намного прочнее стекла, хотя химический состав абсолютно одинаковый. Это происходит по двум причинам:

1. после разлития стекломассы по формам ее подвергают высокотемпературному обжигу до 800ºС,
2. минимальный размер модуля – 2х2 см.

Во избежание трещин, вызванных температурными напряжениями, отформованную мозаику подвергают обжигу в так называемых туннельных печах, где она охлаждается до комнатной температуры, с постоянной скоростью двигаясь по конвейеру.

Стеклянная мозаика имеет широкую область применения: это стены и полы в кухнях, бассейнах, ванных комнатах, а также поверхности мебели, камины, фасады зданий. Богатство цветовой палитры представляет широкие возможности для создания декоративных панно, узоров и орнаментов.

Сейчас стекло – это самый доступный облицовочный материал из всех видов мозаики. Именно стекло имеет самое большое количество преимуществ перед другими материалами:

• высокая прочность;
• устойчивость к химическому воздействию - не поддается воздействию химических реагентов и многих неорганических и органических кислот, которые содержатся в большинстве моющих средств;
• нулевое водопоглощение, поэтому эту мозаику можно применять в помещениях с любой влажностью и чашах бассейнов;
• отличная жаропрочность, устойчивость к перепадам температур (от +15ºС до +145 ºС), что позволяет использовать мозаику для облицовки камина снаружи (но не изнутри, где температура может быть намного выше);
• морозоустойчивость (способность выдерживать не менее 100 циклов перехода от минусовых температур (-30 ºС) к плюсовым без потери качества), следовательно, мозаика пригодна для облицовки открытых замерзающих бассейнов, в которых на зиму оставляют воду, и внешних стен;
• устойчивость к ультрафиолетовому излучению - цвета изделия не выгорают под длительным воздействием света.
• низкий уровень скольжения. Это означает, что человек сможет удержаться даже на влажной наклонной плоскости, облицованной мозаикой.
• выбор из 3000 цветов и неограниченное количество их комбинаций.

Керамическая мозаика

Керамическая мозаика выполняется из кусочков керамической плитки разного оттенка огромной цветовой гаммы, что позволяет создавать практически любые рисунки. Керамический материал для плиток мозаики получают из смеси, содержащей каолин или глину. Также к этой смеси добавляются различные добавки в виде шамота, кварцевой муки и флюса, которые ускоряют спекание нерастворимых в воде материалов. Таким образом, керамическая мозаика представляет собой экологически чистый и безопасный материал. Поверхность мозаики покрывают глазурью, при этом может получиться как гладкая (полированная) поверхность, так и матовая (шероховатая), которая может содержать всевозможные «спецэффекты» - кракелюры (мелкие трещинки по поверхности), разводы, вкрапления другого цвета, имитации неровной поверхности.

Выложенная керамической мозаикой поверхность будет более рельефной, чем отделанная стеклянной. Элементы мозаики могут иметь множество форм: квадрата, прямоугольника, круга, форму гальки. Такое разнообразие форм позволяет дизайнерам воплощать в интерьере любую, даже самую необычную и смелую идею.

Керамическая мозаика прочнее стеклянной, что сочетается с устойчивостью к абразивному износу и оригинальным внешним видом. Она подходит для облицовки различных поверхностей, в том числе бассейнов, фасадов зданий, стен и полов ванных комнат, кухонь.

Керамическая мозаика имеет ряд преимуществ:

• Это высокопрочный материал. Правильно уложенное мозаичное панно выдерживает вес, который будет больше в 20 раз, чем могут выдержать бетон или цемент.
• Высокая огнестойкость и огнеупорность. Керамическая мозаика не горит и защищает от огня облицованную поверхность. Кроме того, при нагревании она не выделяет вредных веществ. Все это делает ее подходящим материалом для облицовки печей и каминов.
• Водостойкость. Это свойство керамической мозаики позволяет применять ее в помещениях с повышенной влажностью или постоянным контактом с водой.
• Износостойкость. Поэтому керамическая мозаика применяется для облицовки полов и лестниц.
• Керамическая мозаика не выгорает на солнце.
• Устойчивость к агрессивным средам, химическим веществам.
• Известно, что на керамической мозаике не могут долго существовать микробы.

Керамическая мозаика прекрасно сочетается со многими другими материалами для оформления. Особенно хорошо смотрится с керамогранитом и керамической плиткой. Панно из керамической мозаики придаст великолепный вид любому помещению.

Каменная мозаика

Каменная мозаика изготавливается из самых различных пород камня, начиная с оникса, яшмы, туфа, аметиста, лазурита и заканчивая породами сланца, травертина, змеевика, малахита и т.д. Цвет природного материала неповторим, игра структур необычна, поэтому каждое мозаичное изображение уникально. Камень можно оставить полированным, шлифованным, а можно «состарить» - тогда цвет будет более приглушенным, а края более гладкими.

Выпускаются элементы самой разной формы - от круглой до неправильной. Это почти идеальный материал для отделки фасадов домов, интерьеров офисов, магазинов, баров, ресторанов. Природное происхождение камня, долговечность, красота, многообразие форм - позволяют чрезвычайно широко использовать его в обустройстве ландшафта (изготавливают дорожки, площадки, подпорные стенки, бордюры, садовые скамейки). Часто применяется морская, речная, озерная галька, а также различные валуны.

Натуральный камень всегда эксклюзивен, так как обладает энергетикой природы. Природный камень применяют при отделке стен и пола, изготовлении каминов, колонн, столешниц, рам для зеркал, ваз, подсвечников, орнаментов и скульптур, подоконников, карнизов, плинтусов, перил, журнальных столиков, барных стоек. Отличным дополнением к интерьеру может служить живописная мозаика из натурального камня, воплощающая сюжетные картины, пейзажи или натюрморты.

Мозаика из мрамора

Мрамор - кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка или доломита. От сочетания горных пород и от направления распиливания камня зависят цвет и рисунок мрамора.

Мозаика из мрамора может служить для внутренней отделки пола и стен в помещении. Она поможет создать неповторимый уют плавными переливами теплых тонов полированного камня и лучше любых других деталей интерьера подчеркнет утонченный вкус хозяина. Или ее можно использовать для отделки внешних стен, создавая уникальные фасадные конструкции, что поможет ярко выделить дом или офис из череды серых зданий. Использование мраморной мозаики всегда придает интерьеру нотку стабильности, постоянства, основательности. Широкий диапазон цветовых оттенков мрамора позволяет создавать разнообразные композиции, основанные на подборе близких по цвету и тону материалов.

Мозаика из искусственного камня

Искусственный камень – это уникальный материал на основе акриловых смол, выполненный из экологически чистых материалов. Его расцветка имитирует оригинальную структуру натуральных минералов. Искусственный камень – это надежный материал, который защищен от воздействия перепадов температур, влаги и ультрафиолета. Мозаика из акрилового камня представляет собой ритмичный рисунок, который одновременно похож и на поверхность каменной шкатулки, и на цветной витраж, и на сложный плетеный рисунок, словно сотканный из многих лоскутков. При производстве в искусственный камень добавляются частицы натуральных минералов, благодаря чему подобные материалы обладают поистине уникальной структурой, которая оригинальна для каждого элемента мозаики. Изделия из такого акрилового камня, в глубине которого играют солнечные переливы, сохраняют превосходный внешний вид на протяжении долгих лет.

Металлическая мозаика

Металлическая мозаика может быть стального либо золотистого цвета в зависимости от применяемого в производстве металла. Технология изготовления такой мозаики у разных производителей отличается. Чаще всего в качестве подложки используются не глиняные плиточки, а резиновые пластинки толщиной до 4 мм. Сверху к ним крепится металлический стальной слой. Благодаря эластичной резиновой подложке элементы металлической мозаики являются более гибкими, чем изготовленные из керамики или стекла, что значительно расширяет диапазон применения подобной мозаики для облицовки поверхностей сложной формы. Кроме стандартных, квадратных, предлагаются элементы другой формы с различными фактурными поверхностями. Овальные, шестигранные, прямоугольные, ромбовидные и квадратные элементы позволяют выложить замысловатый ковер на стене или на полу.

Поверхность делают полированной, матовой, с насечками разных видов и, наконец, покрытой тонким слоем латуни или бронзы. Для декорирования ванных комнат, душевых и бассейнов выпускается специальная серия металлической мозаики, в которой используется нержавеющая сталь. Для придания поверхности элементов металлической мозаики различных оттенков на неё наносят бронзу или латунь, однако такую мозаику не рекомендуется класть на пол, так как она сильно подвержена истиранию.

Мозаика из драгоценных металлов

Золотая мозаика - бесспорный признак роскоши. Она состоит из золотой фольги 585-й пробы, заключенной между тонкими пластинками из специального стекла. Существуют коллекции с желтым, белым золотом или платиной.

Изготовление полностью ручное. Золотая мозаика изготавливается кустарным способом по древнейшей технологии. Производство начинается с традиционного выдувания сосудов из очень тонкого прозрачного стекла (толщиной 0,2-1 мм). Полученный таким образом большой «пузырь» называется soffione. Это стекло режется на квадратики размером примерно 10х10 см. Такие пластиночки золотой мозаики называются «cartelline». На тонкую пластинку золотой мозаики «cartellinе» укладывается металлический лист из желтого или белого золота. Лист - это тонкая фольга, полученная отбиванием металла вручную. На тонкую пластинку с фольгой выливается горячая масса из более толстого стекла. Таким образом, оба стеклянных слоя плотно соединяются и образуют золотой «блин». После этого золотые «блины» отправляются в обжиговую печь для закалки.

Тонкое стеклышко может быть и цветным, толстая пластинка золотой мозаики может быть зеленой, синей или прозрачной (хрустальная основа). Резка на кубики золотой мозаики осуществляется вручную. Очевидно, что и цена такого материала немалая. Поэтому чаще всего золотую мозаику используют поштучно, делая вставки. Золотую мозаику можно применять как для стен, так и для полов.