Производство керамической плитки для пола

Производство керамической плитки для пола

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Производства строительных материалов, изделий и конструкций

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Технология изоляционных (отделочных) материалов»

На тему: «Производство керамической плитки для пола»

Выполнил: студент VI курса

индивидуальный график

Романова Г.Н.

ПРОВЕРИЛ: к.т.н., доцент

Мизюряев С.А.

САМАРА 2011г.

ВВЕДЕНИЕ

Керамические материалы и изделия - искусственные каменные материалы и изделия, полученные в процессе термической обработки минерального сырья. Название «керамика» происходит от греческого слова «keramos» - что переводится как «глина». Поэтому под технологией керамики всегда подразумевали производство материалов и изделий из глинистого сырья и смесей его с органическими и минеральными добавками.

Керамические материалы и изделия на протяжении многих веков широко использоались для защитно-декаративной отделки на фасадах и в интерьерах.

Керамические изделия для отделки зданий обладают:

·      Высокими декоративными качествами, в первую очередь разнообразным и ярким цветом;

·        Долговечностью, необходимым сцеплением отделочного слоя с конструктивным, высокими физико-механическими свойствами, а для применения на фасадах - морозостойкостью и цветоустойчивостью при различных атмосферных воздействиях;

·        Хорошими эксплуатационными качествами, исключающими необходимость частых ремонтов;

·        Экономичностью не только по единовременным затратам, но и по эксплуатационным расходам в течение определенного срока службы.

В понятие керамические материалы и изделия входит широкий круг материалов с различными свойствами. Их классифицируют по ряду признаков:

1.   По назначению: стеновые, отделочные, кровельные, для полов, для перекрытий, дорожные, санитарно-технические, кислотоупорные, теплоизоляционные, огнеупорные и заполнителя для бетонов;

2.       По структуре:

·    с пористым черепком: керамический стеновой кирпич и камень, изделия для кровли и перекрытий, дренажные трубы, облицовочные плитки, фаянсовые плитки;

·        плотным (спекшимся) черепком: клинкерный кирпич, крупноразмерные облицовочные плиты, фаянс, полуфарфор, фарфор.

3.   По температуре плавления: легкоплавкие (менее 1350°С); тугоплавкие (1350-1580°С); огнеупорные (1580-2000°С) и высшей огнеупорности (более 2000°С).

Возможность получения любых заданных свойств, широкая номенклатура, большие запасы повсеместно распространенного сырья, сравнительная простота технологии, высокая долговечность и экологическая безвредность керамических материалов и изделий обеспечивают им одно из первых мест по значимости и объемам производства среди других строительных материалов и изделий.

КЕРАМИЧЕСКАЯ ПЛИТКА ДЛЯ ПОЛА - КАК ИЗДЕЛИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ДЕКАРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

1.     Общие сведенья

Керамическая плитка - изготавливается из тугоплавких и огнеупорных глин с добавками и без них. Плитки подразделяют на основные и бордюрные, по форме - на квадратные, прямоугольные, многогранные и фигурные. Размеры плиток приведены в таблице 1 <#"554140.files/image001.gif">

К - координационный размер, Н - номинальный размер, С - ширина шва

Рисунок 1

Плитки керамические для облицовки полов разделяется на глазурованные и неглазурованные.

ü  Глазурованная плитка - керамическая плитка, покрытая слоем цветного стекла, придающего ей важные эстетические качества (цвет, блеск, декоративный рисунок, различные оттенки и т.д.), а также технические свойства (твердость, водонепроницаемость и т.д.);

ü  Неглазурованная керамическая плитка не боится морозов и стойка к сильным ударам и колоссальным нагрузкам. Она водонепроницаема, отлично переносит воздействия агрессивных сред. В частном эксклюзивном строительстве и креативном ландшафтном дизайне такая плитка незаменима. Она по толщине своей однородна и абсолютно не имеет отличий между поверхностью и основой. Как правило, неглазурованная плитка не украшена рисунком.

Условное обозначение плиток должно состоять из:

буквенных обозначений: П - плитка основная, ПБ - плитка бордюрная, Г - глазурованная, НГ - неглазурованная;

цифр, обозначающих длину и ширину (координационные размеры) плитки в миллиметрах (в скобках указывают номинальные размеры в миллиметрах). Для бордюрных плиток указывают только номинальные размеры;

обозначения настоящего стандарта.

Примеры условных обозначений:

1.       Плитка основная неглазурованная с координационными размерами: длина 300 мм, ширина 200 мм, номинальными размерами: длина 297 мм, ширина 197 мм, толщина 8,5 мм

ПНГ 300  200 (297  197  8,5) ГОСТ 6787 - 2001.

2.       Плитка основная глазурованная с координационными размерами: длина и ширина 200 мм, номинальными размерами: длина и ширина 198 мм, толщина 9,0 мм

ПГ 200  200 (198  198  9,0) ГОСТ 6787-2001.

3.       Плитка бордюрная глазурованная длиной 330 мм, шириной 90 мм и толщиной 8,0 мм

ПБГ 330  90  8,0 ГОСТ 6787-2001.

2.    
Сырье для производства керамической плитки

Основным сырьем для производства керамических плиток является глинистое сырье, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и т.д.).

2.1 Глинистое сырье

Глинистое сырье (глины и каолины) - продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород, содержащей примеси других горных пород. Глинистые минеральные частицы обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня.

Помимо глинистых частиц в состав сырья входит определенное содержание пылевидных и песчаных частиц.

Глинистые частицы имеют пластинчатую форму, между которыми при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывая набухание частиц и способность их к скольжению относительно друг друга без потери связности. Поэтому глина, смешенная с водой, дает легко формуемую пластичную массу. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается в объеме (этот процесс называется воздушной усадкой). Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин.

2.2 Добавки к глинам

В настоящее время природные глины в чистом виде редко являются кондиционным сырьем для производства керамической плитки. В связи с этим их применяют с введением добавок различного назначения.

.        Отощающие добавки. Их вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин. К ним относятся: дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок;

.        Порообразующие добавки. Их вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств. К ним относятся: древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль;

.        Плавни. Их вводят с целью снижения температуры обжига. К ним относятся: полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник, пегматит, стеклобой, перлит;

.        Пластифицирующие добавки. Их вводят с целью повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. К ним относятся: высокопластичные глины, бентониты, ПАВ;

.        Специальные добавки. Для повышения кислотостойкости в сырьевые смеси добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом.

2.3 Глазури и ангобы

Для повышения санитарно-гигиенических свойств, водонепроницаемости и улучшения внешнего вида плитку покрывают декоративным слоем - глазурью или ангобом.

Глазурь - стекловидное покрытие толщиной 0,1-0,2 мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури могут быть: прозрачными и глухими (непрозрачными) различного цвета. Для изготовления глазури используют: кварцевый песок, каолин, полевой пат, соли щелочных и щелочноземельных металлов. Сырьевые смеси размалывают в порошок и наносят на поверхность изделий в виде порошка или суспензии перед обжигом.

Ангобом называется нанесенный на изделие тонкий слой беложгущейся или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью.

3. Технология производства керамической плитки

Гамма производимых керамических плиток для покрытия полов очень велика и в первую очередь зависит от производственного процесса и технологии их изготовления.

Технологическая схема производства керамической плитки включает следующие основные фазы:

§ Добыча сырьевых материалов

§ Формовка изделия

§ Сушка

§ Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка)

§ Обжиг

4. Добыча сырьевых материалов

Добыча глины осуществляется на карьерах обычно открытым способом экскаваторами и транспортируется на предпиятие-изготовитель рельсовым, автомобильным или другим видом транспорта. При разработке карьера проводят подготовительные работы: геологическая разведка с установлением характера залегания, полезной толщи и запасов глин; счистка поверхности от растений за год-два до начала разработки, удаление пород, непригодных для производства.

4.1 Подготовка глины и приготовление раствора (сырьевой смеси)

Карьерная глина в естественном состоянии обычно непригодна для получения керамической плитки, поэтому проводится ее обработка с целью подготовки массы. Подготовку глин целесообразно вести сочетанием естественной и механической обработки. Естественная обработка подразумевает собой вылеживание предварительно добытой глины в течении 1-2 лет при периодическом увлажнении атмосферными осадками или искусственном замачивании и периодическом замораживании и оттаивании. Механическая обработка глин производится с целью дальнейшего разрушения их природной структуры, удаления или измельчения крупных включений, удаление вредных примесей, измельчение глин и добавок и перемешивание всех компонентов до получения однородной и удобоформуемой массы.

Имеется две технологии приготовления смеси: «мокрая» и «сухая».

)        При «мокрой» технологии сырьевые ингредиенты подвергаются измельчению и смешиванию в барабанных дробилках в присутствии воды. Дробилки представляют собой огромные барабаны, вращающиеся вокруг оси: измельчающие детали (камни или шарики из спеченной смеси окиси алюминия), ударяя друг по другу, производят раздавливание сырьевых ингредиентов. В результате измельчения получается водная суспензия сырья (шликер).

При необходимости прессования смеси вода удаляется процессом атомизации (противоточное распыление шликера нагретым воздухом с немедленным испарением воды). В результате этого процесса получается смесь в виде порошка, который содержит 5-6 % влаги, необходимой для качественной прессовки изделия. При необходимости экструдирования смеси остаточная влажность смеси должна быть выше указанного значения: при этом возможно удаление воды из шликера при помощи фильтра-пресса;

)        При «сухой» технологии сырьевые ингредиенты подвергаются измельчению в молотковых дробилках, а затем увлажнению в специальных машинах. Измельчение сырья необходимо для гомогенизации смеси и крайнего сокращения размера ее частиц, что облегчает следующий процесс обжига керамической плитки.

Технология «мокрого» измельчения дороже (необходимо много энергии для удаления воды), но дает намного лучшие результаты.

Керамическая плитка однократного обжига, высокой пористости и из фарфоровой керамики (грес) изготовляется из смесей, полученных мокрым измельчением, а керамическая плитка типа - из смесей, приготовленных сухим способом. Клинкерную керамическую плитку и керамическую плитку двукратного обжига можно изготовлять обоими способами.

4.2 Формовка изделий

Прессовка или экструзия - это два метода формовки, применяемых в производстве керамических плиток.

)        Прессованные керамические плитки изготавливаются из порошкообразной смеси, уплотняющейся и формующейся под высоким давлением при помощи гидравлического пресса посредством пресс-форм.

)        Экструдированные керамические плитки изготавливаются из тестообразной массы исходных материалов и формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера при помощи матрицы-мундштука, обеспечивающей керамической плитке толщину и ширину. Далее происходит нарезка изделия по длине специальными ножами (тонкой проволокой).

4.3 Сушка

Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5-6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при обжиге.

Прежде сырец сушили в естественных условиях в сушильных сараях в течение 2-3 недель. В настоящее время же, сушка производится в туннельных непрерывного действия или камерных периодического действия сушилках в течение 72 часов при температуре 120-150°С.

4.4 Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка)

Керамическая глазурь покрывает смесь, придавая ей важные эстетические характеристики (цвет, блеск, декоративный рисунок, неограниченное разнообразие орнаментальных украшений и т.д.), а также технические свойства (твердость, водонепроницаемость, легкость очистки и т.д.). Глазурь увеличивает также износостойкость половой керамической плитки.

Основой керамической глазури являются особые виды стекла (фритты), которые в процессе обжига керамические плитки расплавляются и плотно прилипают к смеси. Глазурь, состоящая из одних фритт, используется только для получения блестящей поверхности некоторых видов облицовочной керамической плитки (высокопористой и двукратного обжига). Как правило, в массу фритт добавляют другие ингредиенты, такие как красители, сырье, способное переходить в стеклообразное состояние или сырье, не переходящее в стеклообразное состояние и остающееся «заполнителем» в стеклянной массе (кварц, корунд, циркон и др.). Последние вещества вызывают матирование глазури (придают ей непрозрачность) и могут даже нарушать присущий стеклу блеск («матовая» глазурь).

Нанесение глазури на керамическую плитку возможно как «сухим», так и «мокрым» способом. При «мокром» способе глазурь имеет вид водной суспензии тонкоизмельченных ингредиентов, а при «сухом» способе - вид гранул.

Почти всегда покрытие керамической плитки состоит из ряда глазурей, нанесенных разными способами: методом шелкографии (стереографии) одно- или многоцветной, керамической калькой, напылением, а также вручную с применением золотых, интерференционных и зеркальных красок и другого рода декораций. Настоящее разнообразие поверхностей глазурованных керамических плиток связано именно с возможностью сочетания разных видов глазурей. Глазурованные керамические плитки бывают блестящие (глянцевые), матовые, с гладкой или рельефной поверхностью, в широкой цветовой гамме, с различными рисунками, узорами, декорациями.

4.5 Обжиг

В процессе обжига при высоких температурах (900 - 1250 °С) в смеси происходят химические реакции с выделением пара и других химических веществ, что приводит к уплотнению изделия.

Это вызывает усадку изделия, размер которой зависит от свойств используемой смеси: от нулевой усадки смеси в высокопористой плитке до 8 %-ной усадки смеси в плитке из фарфоровой керамики. 8 %-ная усадка значит, что для получения обожженной готовой плитки с размером стороны 20 см нужно прессовать плитку размером 21,6 см. Усадка смеси увеличивается по мере повышения температуры обжига изделия. Небольшие колебания температуры вызывают равные колебания усадки, которые имеют большое значение: из этого следует необходимость разделения готовых изделий на партии по калибру.

Все чаще в производстве керамической плитки стал применяться так называемый двукратный "быстрый обжиг" (т.е., короткий интенсивный обжиг) в печах с роликовым подом. "Быстрый обжиг" является современной технологией, позволяющей получать плитки больших размеров и с разнообразным рисунком. Он дает возможность сэкономить много энергии и уменьшить затраты. Экономный расход энергии означает также меньший выброс в атмосферу газов и пыли, а следовательно, и меньшее загрязнение окружающей среды.

Благодаря более короткому времени обжига новые печи с однослойным роликовым подом в настоящее время заменяют старые туннельные печи для обжига при производстве плитки.

5. Технические требования

Плитки должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 6787-2001 «Плитки керамические для полов. Технические условия» по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

5.1 Внешний вид

Лицевая поверхность плиток может быть гладкой или рельефной, неглазурованной или глазурованной, одноцветной или многоцветной, декорированной различными методами.

Глазурь может быть матовой или блестящей, прозрачной или заглушенной. Неглазурованная поверхность плиток может быть полированной.

Цвет (оттенок цвета), рисунок или рельеф лицевой поверхности плиток должны соответствовать образцам-эталонам, утвержденным предприятием-изготовителем. Утвержденный образец-эталон цвета может быть распространен на плитки любых размеров.

На лицевой поверхности плиток не допускаются трещины, цек, а также дефекты, размеры которых превышают значения, приведенные в таблице 2 <http://www.docload.ru/Basesdoc/9/9425/index.htm>. На лицевой поверхности плиток не допускаются видимые с расстояния 1 м плешины, пятна, мушки, волнистость глазури, смещение и разрыв декора, засорка, наколы, выплавки (выгарки), пузыри, прыщи, сухость глазури, неравномерность окраски глазури, нечеткость рисунка, недожог красок.

Суммарное число дефектов на одной плитке в любой комбинации не должно быть более трех.

Таблица 2:

5.2 Физико-механические свойства

Физико-механические показатели плиток должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

. Твердость и прочность. Керамическая плитка - это очень прочный и твердый материал. Если сравнивать ее по параметру «сосредоточенная нагрузка» с такими строительными материалами как цемент или железобетон, то керамическая плитка превосходит данные материалы примерно в 10-15 раз.

2. Огнестойкость и жесткость. Известно, что керамическая плитка не гнется <http://www.elitaqua.ru/catalog/plitka/> и не деформируется и не ломается даже при очень высоких нагрузках. И чем толще плитка, тем выше этот показатель. Огнеупорность можно выделить как отдельное положительное качество плитки. Именно благодаря огнеупорности плитку можно использовать для облицовки, например, печей и каминов. Керамическая плитка вообще не горит и, более того, защищает от огня облицованную поверхность. При нагревании плитки до высоких температур не происходит никаких токсичных выделений газов.

. Удельная теплоемкость и теплопроводность. Благодаря вышеуказанным свойствам плитка быстро вбирает и проводит тепло. Однако, если пройтись по керамической плитке босяком, вы почувствуете, что это холодный материал. Плитка также обладает устойчивостью к цвету, т.е. она не чувствительна к солнечным лучам, в отличие от бумаги, тканей и пластмассы.

. Электроизоляционные свойства. Керамическая плитка не проводит электрический ток и не передает разряды статического электричества.

. Гигиеничность. В мире не зря бытует мнение - керамическая плитка <http://www.elitaqua.ru/catalog/plitka/> один из самых гигиеничных материалов, т.к. она негативно влияет на бактерии и микробы. Недаром плиткой облицовывают стены и полы в операционных, где чистота - залог здоровья в прямом смысле слова.

. Стойкость к бытовой химии. Можно мыть керамическую плитку с использованием всего арсенала бытовой химии и при этом быть уверенным, что с самой плиткой ничего не произойдет. Единственно, чего «боится» плитка - фтористоводородной кислоты.

. Декоративный аспект. Плитка служит красивым украшением для помещений в доме или квартире и придает жилищу неповторимый, особенный вид.

5.3 Маркировка и упаковка

На монтажной поверхности каждой плитки должен быть товарный знак предприятия-изготовителя.

Каждая упаковочная единица должна иметь маркировку. Маркировка может быть нанесена непосредственно на упаковку или этикетку, которую наклеивают на упаковку. Маркировка также может быть произведена с помощью ярлыков, прикрепляемых к упаковке.

Маркировка должна быть отчетливой и содержать:

наименование, товарный знак и адрес предприятия-изготовителя;

условное обозначение плиток и (или) их полное наименование;

количество плиток, м2 (шт.);

дату изготовления и номер партии;

знак соответствия при поставке сертифицированной продукции (если это предусмотрено системой сертификации).

Предприятие-изготовитель имеет право наносить на упаковку дополнительную информацию, не противоречащую требованиям настоящего стандарта и позволяющую идентифицировать продукцию и ее изготовителя.

При формировании транспортного пакета упаковочные единицы должны быть уложены так, чтобы маркировка на них была видна.

Каждое грузовое место должно иметь транспортную маркировку, на него должны быть нанесены манипуляционные знаки: «Хрупкое. Осторожно» и «Беречь от влаги», если плитки упакованы в картонную тару, не защищенную от влаги.

Плитки поставляют в упакованном виде. Упаковывают в картонные ящики, картонные коробки или полиэтиленовую термоусадочную пленку.

В каждой упаковке должны быть плитки одного размера и формы, цвета, рисунка, вида лицевой поверхности.

плитка керамический производство сырьевой

6. Правила приемки

Каждая партия плиток должна быть принята службой технического контроля предприятия-изготовителя в соответствии с требованиями ГОСТ 6787-2001 «Плитки керамические для полов. Технические условия».

Приемку плиток производят партиями. Партия должна состоять из плиток одного размера, формы, цвета, рисунка, вида лицевой поверхности, изготовленных по одной технологии и из одних и тех же материалов. Объем партии устанавливают в количестве не более суточной выработки одной технологической линии. Приемочный контроль осуществляют проведением приемосдаточных испытаний по следующим показателям:

внешний вид;

размеры и правильность формы;

водопоглощение.

Предприятие-изготовитель должно проводить периодические испытания плиток по одной партии с каждой технологической линии не реже одного раза в месяц по следующим показателям:

предел прочности при изгибе;

износостойкость;

термическая стойкость глазури;

химическая стойкость глазури;

твердость глазури по Моосу.

Периодические испытания неглазурованных плиток на морозостойкость следует проводить не реже одного раза в квартал по одной партии с каждой технологической линии.

В случае получения неудовлетворительных результатов испытаний по любому из указанных показателей (кроме морозостойкости) следует перейти на контроль по этому показателю каждой партии плиток.

При получении положительных результатов контроля пяти следующих друг за другом партий переходят вновь к периодическим испытаниям.

Результаты испытаний распространяются на все поставляемые партии плиток до проведения следующих периодических испытаний. Для проведения приемосдаточных и периодических испытаний плитки отбирают из разных мест партии методом случайного отбора единиц продукции в количестве, указанном в таблице 4 <http://www.docload.ru/Basesdoc/9/9425/index.htm>.

Таблица 4:

Каждая партия плиток или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:

наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес;

наименование и (или) условное обозначение плиток;

дату изготовления и номер партии;

количество плиток, м2 (шт.);

водопоглощение;

- степень износостойкости и рекомендуемую область применения глазурованных плиток по таблице 5 <http://www.docload.ru/Basesdoc/9/9425/index.htm> в соответствии с фактическим значением износостойкости;

предел прочности при изгибе;

знак соответствия при поставке сертифицированной продукции (если это предусмотрено системой сертификации);

обозначение настоящего стандарта;

штамп и подпись ответственного лица службы технического контроля.

Таблица 5

7. Транспортировка и хранение

Плитки транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта, и требованиями другой документации, утвержденной в установленном порядке.

Транспортирование плиток осуществляют в пакетированном виде или в универсальных контейнерах. Транспортный пакет формируют из одинаковых упаковочных единиц с использованием деревянных поддонов. В качестве обвязки применяют стальную или синтетическую ленту. Транспортные пакеты могут быть также упакованы в полиэтиленовую термоусадочную пленку.

Плитку следует хранить в закрытых помещениях в упакованном виде. Хранение плиток на предприятии-изготовителе должно осуществляться в соответствии с соблюдением требований техники безопасности и сохранности продукции.

Транспортные пакеты плиток у потребителя должны храниться в закрытых помещениях в упакованном виде и правилами техники безопасности.

При погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и других работах не допускаются удары по плиткам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Лысенко Е.И. Современные отделочные и облицовочные материалы: Учебно-справочное пособие. - Ростов-на-Дону: «Феникс», 2003. - 448 с., цв. илл. (серия «строительство»);

2.       Строительные материалы: Учебник/Под общей редакцией В.Г.Микульского - М.: Издательство АВС, 2000. - 536 с., с илл.

.        ГОСТ 6787-2001 «Плитка керамическая для полов. Технические условия»