Наиболее распространенным сырьем для производства искусственных каменных материалов служат: глина, песок, известь, шлаки и др., а также цемент и крупные заполнители для бетона.
Керамический материал из глины приобретает камневидность:
В данном разделе рассматриваются только обожженные материалы из глины и близких к ней видов сырья. Такие материалы называются керамическими.
Глина является дешевым, распространенным и хорошо изученным сырьем, пригодным для производства разнообразных материалов как строительных, так и санитарно-технических, электротехнических, хозяйственных (посуда) и др. В России имеются тысячи предприятий, производящих кирпич, черепицу, облицовочную и другую строительную керамику. Производство керамики быстро и неуклонно развивается.
Керамические материалы имеют в строительстве самое разнообразное применение; их используют для кладки и облицовки стен, кладки печей и дымовых труб, покрытия крыш и полов, устройства канализации и дренажа, для мощения дорог.
Все керамические материалы можно разбить на две группы: пористые и плотные. Это деление условно, так как абсолютно плотных керамических материалов нет.
Вода, введенная в глину при формовке керамических изделий из глины, в дальнейшем при сушке и обжиге удаляется и оставляет в изделиях поры. К плотным условно относят материалы с плотностью выше 95%.
Кроме того, керамические материалы, а также и сырье для них — глины — разделяются на легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные.
Температура размягчения легкоплавких керамических материалов ниже 1350°, тугоплавких — 1350—1580° (например, так называемый гжельский печной кирпич), огнеупорных — выше 1580° (шамотный и другой огнеупорный кирпич). Номенклатура важнейших керамических строительных материалов приводится ниже.
а) Пористые (плотность ниже 95%):
б) Плотные (с так называемым каменным черепком, плотность выше 95%):
Для наружной отделки фасадов используют большие облицовочные плиты, пустотелые камни, терракоту, лицевой (в частности цветной) кирпич, кирпич с гофрированными вертикальными или рельефными поверхностями, реже — мелкие облицовочные глазурованные плитки или кирпичики. Керамическая облицовка фасадов гораздо долговечнее, а зачастую красивее, чем штукатурка.
Матовые плиты из белых и цветных светлых глин (кремовых, палевых, розовых, желтых, серых и др.), не покрытые глазурью, называются терракотовыми. Поверхность плит может быть гладкой, шероховатой и рельефной. Глазурованные облицовочные изделия называются майоликой.
Огромное количество керамических облицовочных материалов применено на строительстве новых зданий.
Здесь использованы облицовочные пустотелые камни светложелтого цвета различной формы. Керамикой оформляют и оконные проемы.
Для внутренней отделки зданий широко применяются:
Облицовочные плитки прессуют из огнеупорных, в частности из белых фаянсовых или тугоплавких глин с добавкой отощающих веществ и плавней. Плитки сушат, обжигают, покрывают с лицевой стороны легкоплавкой глазурью или эмалью, после чего вторично обжигают, чтобы расплавился глазурный слой. При остывании глазурь затвердевает и образует блестящий водонепроницаемый слой. Возможен также способ производства плиток с однократным обжигом.
Глазурь прозрачна и стекловидна, она может быть и цветной. Эмаль («глухая глазурь») отличается от глазури тем, что она непрозрачна.
Облицовочные плитки применяют главным образом для отделки ванных комнат, кухонь, туалетовх, бань, больничных помещений и т. п. По форме плитки бывают рядовые квадратные (плоские) размером обычно 150х150 мм и 100х100 мм и фасонные различных видов (угловые, карнизные и др.). Поверхность, противоположная лицевой стороне имеет бороздки глубиной 1,5— 2 мм для лучшего сцепления с цементным раствором при облицовке стен. Толщина плиток: глиняных 12 мм, фаянсовых 4—6 мм. Лицевая сторона их, покрытая глазурью, должна быть ровной, глянцевой, без трещин и пузырей. Глазурью покрывается также поверхность изразцов, применяемых для облицовки поверхностей комнатных печей.
Плитки для полов (устаревшее название «метлахские») широко применяются для настилки полов в нежилых помещениях (машинные залы, лаборатории, бани, кухни, ванные, вестибюли, коридоры и т. п.). Укладывают их на цементном растворе, малыми или большими квадратами, с фризами по краям, создавая одноцветный или многоцветный рисунок пола.
Такие плитки легко моются и мало впитывают влаги (водопоглощение их меньше 2% по весу); характеризуются малой истираемостью и достаточным сопротивлением удару. Недостаток плиток — большая теплопроводность, не позволяющая применять их в жилых зданиях (получается холодный пол) без покрытия коврами, матами и т. п. Покрывать ими тротуары нельзя, так как зимой они слишком скользки.
Плитки изготовляются: квадратные размером 50 х 50, 100х100 и 150х150 мм, шестигранные (цельные и половинки), прямоугольные и др., толщина их 10 и 13 лиг. Выпускаются плитки трех основных цветов: белого, желтого и красного. По особому заказу заводы могут изготовлять плитки и других цветов — синие, серые и др., а также с рисунком.
Плитки изготовляют из каолинитовых глин с добавкой отощающих веществ, плавней и, если требуется, окрашвающих веществ. Формуют их прессованием полусухой массы; обжиг ведут до спекания.
Кроме обычных, изготовляются мелкие плитки размером 23х23 и 48х48 мм, толщиной 6—8 мм, наклеиваемые на бумагу с раскладкой по определенному рисунку. Такие листы с плитками размером 100х600 мм кладутся на слой цементного раствора, после затвердевания которого бумага смывается и получается так называемая ковровая мозаика, покрывающая пол.
Дорожный кирпич применяют главным образом для мощения дорог и улиц, дворов и полов в цехах промышленных зданий, а также для кладки канализационных коллекторов и облицовки каналов. Канализационные трубы применяются для дворовой канализации.
В отличие от обыкновенного дорожный кирпич очень плотный и поэтому более тяжелый (объемный вес его 1900—2100 кг/м3). Такой плотности достигают обжигом до спекания сырца из глины, содержащей достаточное количество каолинита.
Размеры дорожного кирпича 220 х100 х 65 или 220 х 110х75 мм; в плане он меньше обыкновенного. Цвет его тёмно-красный или бурый.
Этот кирпич значительно прочнее обыкновенного. По прочности он делится на три марки: 1000, 700, 400. Следовательно, у этого кирпича (в воздушно-сухом и насыщенном водой состоянии) предел прочности при сжатии должен быть соответственно не ниже 1000—700—400 кг/см2.
Водопоглощение дорожного кирпича меньше, чем обыкновенного. Для первой марки оно составляет 2%, для второй—4%,. для третьей — 6%. Он должен удовлетворять следующим техническим условиям: иметь правильную форму, малое количество трещин, быть равномерно обожженным, звонким при ударе. Такой кирпич должен выдерживать без разрушения 50-кратное замораживание (при—17°) с последующим оттаиванием. Кроме того, его подвергают специальным испытаниям в лабораториях на истирание, удар и износ.
Керамические камни, применяемые для облицовки высотных зданий : а угловой прислонный камень; рядовой анкерный камень; в рядовой прислонный камень; г—профильный анкерный камень; д—з— прислонные рядовые камни; е - прокладной рядовой камень; ж угловой присланный камень; и прокладной угловой камень.
Дорожный кирпич применяют главным образом для мощения дорог и улиц, дворов и полов в цехах промышленных зданий, а также для кладки канализационных коллекторов и облицовки каналов. Этот кирпич можно использовать также для кладки цоколей, стен и столбов в зданиях, когда требуется особенно высокая прочность конструкции.
Канализационные керамические трубы изготовляются с довольно плотным черепком (водопоглощение 9—11%) и покрываются с наружной и внутренней сторон кислотостойкой глазурью (обжигаемой вместе с трубой).
Трубы имеют внутренний диаметр 125—600 мм, полезную длину 800 и 1000 мм, толщину стенок 18—41 мм.
Для соединения трубы имеют раструбы. Трубы должны выдерживать внутреннее давление воды в 2 ати и внешнюю нагрузку 2000—3000 кг на 1 м длины трубы.
Применяются они для дворовой канализации (укладываются в земле); в зданиях их использовать нельзя, так как при ударе они могут сравнительно легко разбиться. Внутри зданий устанавливаются чугунные канализационные трубы.
