CERAMIKA BUDOWLANA - .Definicja Ceramika – z greckiego keramon (glina), obejmuje wyroby formowane

Embed Size (px)

Text of CERAMIKA BUDOWLANA - .Definicja Ceramika – z greckiego keramon (glina), obejmuje wyroby formowane

  • CERAMIKA BUDOWLANACERAMIKA BUDOWLANA

    dr in. Anna Zieliska-JurekKatedra Technologii Chemicznejpok. 026 Ch.A., tel. 58 347 29 37e-mail: annjurek@pg.gda.pl

  • Definicja

    Ceramika z greckiego keramon (glina), obejmuje wyrobyformowane i wypalane ze specjalnie przygotowanej mieszanki,ktrej gwnym skadnikiem jest glina.

    Ceramika z greckiego ceramos (materia wypalony) obejmujewyroby uformowane z glin naturalnych (lub ich odmian, jak upek

    gliniasty, less itp.) oraz ich mieszanin tzw. mas plastycznych, ktre

    Materiay ceramiczne trwae termicznie materiaynieorganiczno-niemetaliczne. W materiaach tych dominujpierwszorzdowe kowalencyjne i jonowe wizania atomowe, ktretworz zazwyczaj sie przestrzenn, co nadaje materiaom wysokietemperatury topnienia, du sztywno i twardo oraz odpornona agresywne rodowisko.

    gliniasty, less itp.) oraz ich mieszanin tzw. mas plastycznych, ktre

    s nastpnie suszone i wypalane lub spieczone w wyniku czego

    uzyskuj twardo i wytrzymao mechaniczn

  • Waciwoci materiaw ceramicznych

    Materiay ceramiczne charakteryzuj si:

    Twardoci

    Du odpornoci ciepln

    OgniotrwaociOgniotrwaoci

    Wysok temperatur topnienia

    Duym oporem elektrycznym

    Du odpornoci mechaniczn

    Ma wytrzymaoci na rozciganie

    Kruchoci

  • Rys historyczny

    Ceramika naley do najstarszych wyrobw produkowanych przezczowieka

    Ceramik znay i wykorzystyway cywilizacje Mezopotamii, Babilonuczy Egiptu.

    Pocztkowo wytwarzano z gliny ceg surow, stosowan dobudowy cian po przesuszeniu, bez wypalania

    Cegy produkowano rcznie, suszono na socu i wypalano w Cegy produkowano rcznie, suszono na socu i wypalano wprymitywnych piecach opalanych drewnem.

    11 000 p.n.e.

    Mezopotamia

    Tabliczki

    gliniane

    4 000 p.n.e.

    Babilon

    Wynalezienie

    cegy

    2 000 p.n.e.

    Egipt

    Cega zwyka

    3 000 p.n.e.

    Babilon

    Kolorowa cega

    1 800 p.n.e. Babilon

    Wyroby ceramiczne pokrywane

    glazur

    500 p.n.e. Grecja

    Dachwka

    ceramiczna

    100 p.n.e.

    Europa zachodnia

    Rzymianie

    rozpowszechniaj ceg

    w europie zachodniej

  • witynia Uruk, Mezopotamia, 1400 p.n.e. Wiea Babel, Babilon, ok. 690 p.n.e.witynia Uruk, Mezopotamia, 1400 p.n.e.

    Rzymskie budownictwo z cegy

    Wiea Babel, Babilon, ok. 690 p.n.e.

    Miasto greckie

  • Rys historyczny

    Po upadku Imperium Rzymskiego (V w n.e.)osignicia techniczne w zakresie produkcjiceramiki uytkowej i budowlanej przejoCesarstwo Bizantyjskie.

    W XI w. n.e. z mauretaskiej Hiszpaniiprodukcja cegie rozpowszechnia si na caEurop. We Francji powstaje nowy styl wEurop. We Francji powstaje nowy styl warchitekturze, zwany gotykiem, w ktrympodstawowym materiaem budowlanymstaa si wypalana cega.

    Od XII wieku centrami budownictwaceglanego byy Lombardia, Francja i Niemcy.

    W redniowieczu wprowadzono doprzerobu gliny maszyny wykorzystujcenergi wodn i prac zwierzt

  • Rys historyczny

    XVIII wiek przemysowa produkcjaceramiki budowlanej zwizana z rewolucjtechnologiczn (wynalezienie maszynyparowej)

    Najwikszy rozwj w zakresie produkcjicegie przypada na II poow XIX wieku.Zwizany jest z trzema zasadniczymiodkryciami technicznymi: z konstrukcjZwizany jest z trzema zasadniczymiodkryciami technicznymi: z konstrukcjpieca krgowego Hoffmanna w 1857roku; -z wprowadzeniem mechanicznej prasyceglarskiej przez Schlickeysena w latach1860-1870, a take z wprowadzeniemsztucznych suszarni Kellera pod koniec XIXwieku

    Kolejnym etapem byo wprowadzenie piecytunelowych oraz cakowita automatyzacjaprocesu technologicznego

    Piec Hoffmana

  • Historia ceramiki w Polsce

    Ceramika budowlana produkowana jestna ziemiach polskich ju od 800 lat.

    Najstarsze budowle z cegie, istniejcedo dnia dzisiejszego na terenie Polski,pochodz z XII w. S to obiekty sakralne Koci w Kobaczu k/Szczecinapochodz z XII w. S to obiekty sakralneczciowo wybudowane z cegie,a czciowo z kamienia.

    Najstarsz budowl w caoci wykonanz cegie jest koci w Kobaczu kooSzczecina, ktrego budow rozpocztow 1210 roku.

    Bazylika Mariacka w Gdasku najwiksza na wiecie

    witynia wykonana z cegie

    Koci w Kobaczu k/Szczecina

  • Surowce do produkcji ceramiki budowlanej mona podzieli na:

    plastyczne - gliny, iy, upki ilaste, kaolin

    Surowce te po zarobieniu wod daj si formowa, a pod obcieniemodksztacaj si plastycznie, zachowujc nadany ksztat.

    W wyniku wypalenia trac zdolno do odksztace plastycznych.W temperaturze 800-900C powstaj nowe zwizki nadajce wyrobom odporno

    mechaniczn i chemiczn

    Surowce do produkcji wyrobw ceramicznych

    mechaniczn i chemiczn

    nieplastyczne dodatki schudzajce (piaski kwarcowe, upki kwarcytowe, szamot, skay

    krzemionkowe, zom ceglany, popioy lotne) ograniczaj skurcz !!!

    topniki (skalenie: glinokrzemiany potasu, sodu, rzadziej wapnia, a take tlenkielaza, tlenek wapnia lub magnezu), obniaj temperatur topnienia i spiekania

    szkliwa cienka warstwa masy szklanej, zapewnia gadko i barw oraznieprzepuszczalno dla cieczy i gazw

    surowce specjalne

  • Ze wzgldu na zastosowanie, surowce plastyczne moemypodzieli na:

    1. Kaoliny i gliny, wypalajce si na biao lub kremowo s stosowanedo wyrobu porcelany, porcelitu i fajansu.

    2. Gliny ogniotrwae, stosowane do wyrobu materiaw

    Surowce do produkcji wyrobw ceramicznych

    2. Gliny ogniotrwae, stosowane do wyrobu materiawogniotrwaych (odpornych na wysokie temperatury - np. elementykonstrukcyjne piecw)

    3. Gliny kamionkowe, wypalaj si na kolor czerwony, szary, kremowyi rowy. Stosuje si je do wyrobu naczy kamionkowych, pytekpodogowych i rur kanalizacyjnych.

    4. Gliny klinkierowe i ceglarskie, wypalaj si na kolor czerwony.Stosuje si je do produkcji klinkieru i wyrobw ceramiki budowlanejtakich jak cegy, dachwki i in.

  • Podstawowym skadnikiem glin jest minera kaolinit owzorze Al4(OH)8(Si4O10), ktry zmieszany z ziarnami

    kwarcu, miki, nierozoonego skalenia, tlenkw elaza

    i innych domieszek tworzy glin.

    Kaolinit bez domieszek elaza tworzy glin bia kaolin

    Surowce do produkcji wyrobw ceramicznych

    Kaolinit bez domieszek elaza tworzy glin bia kaolin

    Jedn z cech charakterystycznych glin jest ich skadgranulometryczny, czyli zawarto charakterystycznych

    frakcji ilastej o czsteczkach poniej 0,002 mm,

    gliniastej o ziarnach poniej 0,005 mm, pyowej o

    ziarnach 0,005 do 0,15 mm.

  • Stosowane w budownictwie wyroby ceramiczne klasyfikuje si w zalenoci od

    rodzaju surowcw, stopnia wypalenia, technologii produkcji, przeznaczenia .

    Ze wzgldu na skad surowcw wyrnia si takie wyrobyceramiczne, jak:

    1. ceramika czerwona, produkowana z niskotopliwych glin elazistychi wapnistych z surowcami schudzajcymi; temperatura wypalania jest rzdu

    900C, a po wypaleniu otrzymuje si porowate wyroby o zabarwieniu od

    Klasyfikacja wyrobw ceramicznych

    900C, a po wypaleniu otrzymuje si porowate wyroby o zabarwieniu od

    kremowego do ciemnoczerwonego;

    2. ceramika czerwona poryzowana otrzymywana przez dodanie do glinyskadnikw atwo palnych, jak np. trociny czy mczka drzewna, ktre w czasie

    wypalania wyrobu ulegaj utlenieniu, pozostawiajc mikropory zwikszajce

    termoizolacyjno wyrobu;

    3. klinkier, otrzymywany zwykle z gliny jednego gatunku lub mieszanin glin zdodatkami schudzajcymi; po spieczeniu w temperaturze 1150-1250C

    uzyskuje si wyroby o bardzo maej nasikliwoci i duej wytrzymaoci;

  • 4. kamionka, wytwarzana z glin kamionkowych z dodatkiem materiawschudzajcych i topnikw, po spieczeniu w temperaturze 1160-1300C

    otrzymuje si wyroby o duej wytrzymaoci, barwy od ciemnoczerwonej do

    brzowej, ktre s zwykle szkliwione;

    5. ceramika ogniotrwaa, otrzymywana z glin ogniotrwaych z dodatkiemsurowcw mineralnych; w zalenoci od rodzaju dodatkw otrzymuje si

    wyroby szamotowe, krzemionkowe, magnezytowe i inne; wyroby te

    odznaczaj si wysok ogniotrwaoci, a temperatura topnienia przekracza

    Klasyfikacja wyrobw ceramicznych

    odznaczaj si wysok ogniotrwaoci, a temperatura topnienia przekracza

    zwykle 1580C;

    6. fajans, produkowany z biao wypalajcych si glin w temperaturze ok. 1350C,z domieszk skaleni lub kwarcu; wyroby fajansowe s szkliwione;

    7. porcelana, wytwarzana z kaolinu, kwarcu i skaleni; po spieczeniu czerep wkolorze biaym charakteryzuje si zwartoci i du odpornoci

    mechaniczn; wyroby porcelanowe s szkliwione;

    8. porcelit, otrzymywany z mas ceramicznych zawierajcych materiay ilaste,kwarc i wglan wapnia; wyroby te s zwykle szkliwione.

  • Ze wzgldu na struktur czerepu wyrobw i zwizanej z tym zdolnociwchaniania wody (nasikliwoci) ceramik budowlan dzieli si na:

    1. Wyroby ceramiczne o strukturze porowatej chonce wod, onasikliwoci do 22%. Jest to tzw. ceramika czerwona wypalana wtemperaturze 900-110C

    Rodzaje wyrobw ceramicznych

    temperaturze 900-110C

    Wyroby ceglarskie (cegy budowlane, cegy modularne, dziurawkii kratwki, pustaki cienne i stropowe, pustaki do przewodw kominowych,

    elementy nadproy ceramiczno-elbetowych, dachwki i gsiory dachowe,

    rurki drenarskie itp.),

    Wyroby drobnoporowate szkliwione (np. kafle piecowe, pytki cienne ielewacyjne),

    Wyroby ogniotrwae (ksztatki i cegy szamotowe, ksztatki krzemionkowelub dolomitowe);

  • 2. wyroby ceramiczne o strukturze zwartej, spieczonej o bardzomaej porowatoci, o nasikliwoci wagowej od 6% do 12%; produkujesi je z glin o stosunkowo niskiej temperaturze spiekania i wysokiej

    temperaturze stapiania 1100-1300C.

    Wyroby klinkierowe: cegy budowlane, cegy kanalizacyjne, cegykominowe, pytki