Свойства керамических изделий

Универсальные свойства керамических изделий, широкий ассортимент, высокая прочность и долговечность позволяют их широко использовать в самых разнообразных конструкциях зданий и сооружений

 

Пористость керамического черепка (у пористых изделий) обычно составляет 10 — 40%, она возрастает при введении в керамическую массу выгорающих, пенообразующих и других добавок. Стремясь снизить объемную массу и теплопроводность, прибегают к созданию пустот в кирпиче и керамических камнях.

Читай также кирпич и камни керамические

Создание пустот в керамических изделиях обеспечивается различными способами. Однако закрепление высокой пористоти и придание изделиям прочности во всех случаях достигаются только в процессе их обжига, что и позволяет объединить все многообразие этих материалов в одну группу керамических изделий. Применимость отдельных способов создания высокопористой структуры у изделий из сырья разных видов представлена в таблицу-1.

Таблица-1. Влияние способа порообразования на свойства некоторых видов пористой керамики.

Водопоглощение характеризует пористость керамического черепка. Пористые керамические изделия имеют водопоглощение 6 — 20% по массе, т. е. 12 — 14% по объему. У плотных же изделий водопоглощение гораздо меньше: 1 — 5% по массе (2 — 10% по объему).

Теплопроводность абсолютно плотного керамического черепка большая — 1,16 Вт/(м·°С). Воздушные поры и пустоты, создаваемые в керамических изделиях, снижают объемную массу и значительно уменьшают теплопроводность. Облегчение стеновых керамических изделий с 1800 до 700 кг/м³ понижает теплопроводность с 0,8 до 0,21 Вт/(м·°С). Соответственно уменьшается толщина наружной стены и материалоемкость ограждающих конструкций.

Прочность керамических материалов зависит от фазового состава керамического черепка и пористости. По прочности кирпич и камни керамические разделяют на марки, например: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.  Марка стенового керамического изделия (кирпича и др.) по прочности обозначает предел прочности при сжатии (в кгс/см²), однако при установлении марки кирпича наряду с прочностью при сжатии учитывают показатель прочности при изгибе, поскольку кирпич в кладке подвергается изгибу. Изделия с пористым черепком выпускаются М75 — 300, а плотные изделия (дорожный кирпич и др.) — более высоких марок — 400 — 1000.

Между прочностью керамического черепка Rсж и его коэффициентом плотности ℜпл прослеживается зависимость (по М. И. Роговому) :

Rсж=R0ℜ³пл, где R0-предел прочности при сжатии абсолютно плотного черепка;

ℜ-коэффициент плотности, ℜпл=γ/ρ; γ и ρ -соответственно объемная масса и плотность керамического черепка.

Предел прочности керамического кирпича при сжатии и изгибе по площади брутто ( без вычета площади пустот) должен быть не менее указанного в таблицу-2.

Таблица-2. Средний предел прочности керамического кирпича.

 

Морозостойкость

Марка по морозостойкости обозначает число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживает изделие в условиях стандартного испытания без каких -либо признаков видимых повреждений (расслоение, шелушение, растрескивание, выкрашивание). Согласно исследованиям А. С. Беркмана и И. Г. Мельниковой керамический материал морозостоек, если в нем объем резервных пор Vρ достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах (их объем V0п)- Это условие выразили в виде формулы для вычисления структурной характеристики материала G (в %): G=Vρ/(Vоп-Vρ) 100;

К резервным относятся крупные поры (диаметром больше 200 мкм), в которых капиллярное давление недостаточно для удержания воды. Опасные поры (диаметром 200 мкм и менее) удерживают воду, замерзающую при температуре от — 15 до — 20°С.

Обыкновенный глиняный кирпич морозостоек при G≥9%, a пустотелые изделия — при G>6%.

Паропроницаемость

 

Паропроницаемость стеновых керамических изделий способствует естественной вентиляции помещений. Малая паропроницаемость нередко служит причиной отпотевания внутренней поверхности стен помещений с повышенной влажностью воздуха. Паропроницаемость зависит от пористости и характера пор.

Например, коэффициент паропроницаемости фасадных плиток полусухого прессования с водопоглощением 8,5; 6,5 и 0,25% соответственно равен 0,155; 0,0525 и 0,029 г/(м·ч·Па). Неодинаковая паропроницаемость слоев, из которых состоит наружная стена, вызывает накопление влаги. Так, фасадная облицовка стен глазурованными плитками может привести к накоплению влаги в контактном слое стена — плитка, последующее замерзание влаги вызывает отслоение облицовки.