Сырье для производства керамической черепицы

Производство керамической черепицы и ее популярные марки

Для такого элитного и благородного кровельного материала, как натуральная черепица, требуется сырье, которое абсолютно не является редким. Это глина, из которой и делают керамику. Далее мы расскажем, как.

А еще мы поведаем вам про известные марки кровли и расскажем, бывает ли керамическая черепица российского производства.

Производство керамической черепицы

Сырье и оборудование

Глина, используемая для изготовления керамической черепицы, должна иметь высокую жирность и быть легкоплавкой. Как правило, заводы по производству данного кровельного материала строят близ карьеров с таким сырьем.

Из оборудования для производства керамической черепицы применяются смесительное устройство (где глину превращают в однородную смесь), а также специальный пресс, с помощью которого черепице придается определенная форма. Еще необходимы сушильная камера и особая печь, способная достичь внутренней температуры до тысячи градусов.

Следующее видео расскажет вам, как делают керамическую черепицу:

Технологии изготовления

Заводские

Глина, добытая из карьера, по конвейерной ленте движется на склад. После некоторого вылеживания ее обрабатывают с помощью колесной мельницы, измельчая материал (так он лучше потом с водой смешивается).

1. В производственных условиях на первом этапе в специальном смесителе происходит смешивание глины с водой и добавление пластификаторов. На выходе получается пластичная однородная масса.
2. Затем эту массу подвергают прессованию (либо ленточным, либо штамповочным методом). При этом осуществляется электронный контроль, в результате чего изделия получаются аккуратными, без погрешностей в размерах.
3. Просушенные в специальной камере кровельные элементы отправляются в печь, где происходит их обжиг при высокой температуре. Готовую черепицу оставляют в естественном виде или наносят покрытие (стекловидную глазурь либо глиняный ангоб).

Собственными руками

Начнем с подбора сырья – используемая глина должна быть достаточно чистой, пластичной и мягкой.

• При растирании комочка между пальцами не должен ощущаться песок.
• А при бросании глиняного комка на пол он не должен трескаться, рассыпаться. Оптимально, когда он сплющится (как тесто).

Неплохо для пробы изготовить всего одно изделие. Если оно получится однородным, красным, без пузырьков на изломе, не будет сильно уменьшаться при обжиге и прозвенит при ударе, то всё хорошо. Глина подобрана правильно.

Подобранная для черепицы глина должна пролежать зиму. Для этого ее на поверхности земли складывают в штабеля двухметровой ширины, высота которых составляет семьдесят сантиметров.

В теплое время года глину на два-три дня замачивают, после чего мнут в глиномялке (сооруженной из деревянного ящика или бочки), где винтообразно на оси насажены металлические ножи. Затем формуют изделия с помощью рамки размером тридцать три на двадцать один сантиметр. Сбоку у рамки имеется ручка, а снизу подкладывается доска.

• Глину перед формированием изделий посыпают золой (ее можно заменить сухим песком).
• Стальной струной из глиняного кома нарезаются двухсантиметровые пласты. Их пропускают через рамку, прикрывают на время сушильными досками, затем несут на полки для сушки.
• Сушат десять дней, в комнате либо под навесом.
• Перед обжигом для декоративности черепицу часто опускают в раствор из жирной красной глины, называемый поливой. Обжиг осуществляют в особой печи. Она состоит из зольника, топочной и обжигальной камер, трубы. Сзади имеется загрузочное отверстие, через которое и закладывают, и вынимают черепицу. Изделия обжигают вертикально или боком на ребро.

О том, как производят керамическую черепицу на заводе, расскажет данное видео:

Известные производители

BRAAS

Более ста заводов по миру принадлежат одноименной компании, выпускающей данную черепицу. Для России ее производит российско-германское предприятие. Черепица этой марки отличается наличием дополнительных вентиляционных зазоров, высокой надежностью (плитки соединяются замком).

Гарантию производитель дает тридцать лет, но сто лет кровля точно выдерживает. Цена изделий за одну штуку керамической черепицы Браас (BRAAS) – от 100 до 300 рублей, за квадратный метр – от 1,3 до 3,8 тысячи рублей.

Koramic

Черепица немецкого производства, обладающая большим разнообразием размеров, профилей и оттенков. Пригодна для любых крыш: как скатных, так и вальмовых. Совершенно не выцветает со временем.

Может укладываться при любой погоде (и в любое время года). Квадратный метр керамической черепицы Koramic обойдется в сумму от 1,1 до 1,8 тысячи рублей.

Creaton

Еще один качественный европейский бренд керамической черепицы — Creaton. Отличается надежностью и широким модельным рядом.

Двадцать профилей окрашиваются более чем в сотню разнообразных оттенков. Это и антрацит, и зеленый мох, и цвет благородного красного вина. Этой марки есть даже синяя и графитно-серая черепица. Одна штука обойдется примерно от 75 до 150 рублей.

О том, как Creaton изготавливает свою керамочерепицу, расскажет данный видеосюжет:

Roben

Еще одна германская марка керамической черепицы, Roben, что сразу говорит о ее несомненном качестве. Современное европейского оборудование высокого класса дает возможность получить максимально точные габариты и избежать брака.

Для окраски используются естественные пигменты, позволяющие получить чистые природные цвета. Очень интересны двухцветные модели («осенний лист», например). Цена одной штуки черепицы колеблется от 84 до 100 рублей. Эта марка керамической черепицы конкурирует с маркой Чеккер.

Черепица российского производства

На сегодняшний день в России не имеется предприятий по производству керамической черепицы. Есть только совместные производства. В частности, как уже упоминалось, у компании BRAAS.

Источник

Технология производства керамической черепицы

Черепица изготовляется из легкоплавких пластичных глин, в качестве добавок могут использоваться различные виды песка. Черепица отличается разнообразием цветовой гаммы. Например, при отсутствии химических добавок изделия имеют естественный терракотовый цвет. Медно-красные и тёмно-серые тона создаются при нанесениии покрытий из специальных составов на поверхность высушенных черепиц перд обжигом.

Основным материалом для производства керамической черепицы является глинистое сырьё, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками – отощающими, породообразующими, плавнями, пластификаторами и др.

Глинистое сырьё (глины и каолины) – продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Глинистые минеральные частицы диаметром 0,005 мм и менее 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 составе сырья имеется определённое содержание пылевидных частиц с размерами зёрен 0,005 – 0,16 мм и песчаных частиц с размерами зёрен 0,16 – 2 мм.

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, смешанная с водой, даёт легко формуемую пластичную массу. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается по объёму. Этот процессназывается воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин. В зависимости от этого глины подразделяются на высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные и непластичные. Высокопластичные глины имеют в своём составе до 80 – 90% глинистых частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28%, воздушную усадку 10 – 15%.

Средне- и умереннопластичные глины имеют в своём составе 30 – 60% глинистых частиц, число пластичности 15 – 25, водопотребность 20 – 28% и воздушную усадку 7 – 10%. Малопластичные глины имеют в своём составе от 5 до 30% глинистых частиц, водопотребность менее 20%, число пластичности 7 – 15 и воздушную усадку 5 – 7%. Непластичные глины не образуют пластичное удобоформуемое тесто.

Глины с содержанием глинистых частиц более 60% называют «жирными», отличаются высокой усадкой, для снижения которой в глины добавляют «отощающие» добавки. Глины с содержанием глинистых частиц менее 10 – 15% — «тощие» глины, в них при производстве изделий вводят тонкодисперсные добавки, например, бентонитовую глину.

Гранулометрический состав глин тесно связан с минералогическим составом. Песчаные и пылевидные фракции представлены главным образом в виде остатков первичных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.). Глинистые частицы в большинстве своём состоят из вторичных минералов: каолинита Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O, монтмориллонита Al₂O₃·4SiO₂·4H₂O, гидрослюдистых и их смесей в различных сочетания.

Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются тугоплавкостью, малопластичны и малочувствительны к сушке.

Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно набухают, чувствительны к сушке и обжигу с проявлением искривлений изделий и растрескивания. Высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита называют бентонитами. Содержание в них частиц размером менее 0,001 мм достигает 85 – 90%. Образцы с преобладанием в глинистой части гидрослюдистых минералов характеризуются помежуточными показателями пластичности, усадки и чувствительности к сушке.

Химический состав глин выражается содержанием и соотношение различных оксидов. В керамическом сырье содержание важнейших оксидов колеблется в широких пределах: SiO₂ – 40-80%, Al₂O₃ – 8-50%, Fe₂O₃ – 0-15%, CaO – 0.5-25%, MgO – 0-4%. С увеличением содержания Al₂O₃ повышается пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания SiO₂ – пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожжённых изделий. Присутствие оксидов железа снижает огнеупорность глин, тонкодисперсного известняка – придаёт светлую окраску и понижает огнеупорность глин, а камневидные включения его являются причинами появления «дутиков» и трещин в керамичеких изделиях. Оксиды щелочных металлов (Na₂O, K₂O) являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности. Наличие в глинистом сырье растворимых солей сульфатов и хлоридов натрия, кальция, магния и железа вызывает появление белых выцветов на поверхности изделий. [19]

В настоящее время природные глины в чистом виде редко являются кондиционным сырьём для производства керамических изделий. В связи с этим их применяют с введением добавок различного назначения.

Отощающие добавки – вводят в пластичные глины для уменьшения осадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.

Порообразующие добавки – вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий. К ним относятся древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль. Эти добавки являются одновременно и отощающими.

Плавни – вводят с целью снижения температуры обжига керамических изделий. К ним относятся полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник, пегматит, стеклобой, перлит.

Пластифицирующие добавки вводят с целью повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. К ним относятся высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества.

Специальные добавки – для повышения кислотостойкости керамических изделий в сырьевые смеси добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом; для получения некоторых видов цветной керамики в сырьевую смесь добавляют оксиды металлов (железа, кобальта, хрома, титана и др.).[18]

Таким образом, для производства керамической черепицы будем использовать высокопластичные «жирные» глины (с содержанием глинистых вешеств более 60%) с добавлением в качестве отощающей добавки кварцевого песка для предотвращения появления в изделиях трещин.

Обобщить теоретические и технологические достижения передового международного опыта; проанализировать состояние, проблемы и перспективы развития производства керамической черепицы в РК и за рубежом

В настоящее время зарубежной промышленностью керамическая черепица выпускается в широком ассортименте на современных высокопроизводительных заводах, оснащённых автоматизированным оборудованием. Введение в эксплуатацию новых заводов с эффективным оборудованием позволило снизить стоимость керамической черепицы и приблизить её к стоимости цементно-песчаной черепицы.

Ассортимент выпускаемой за рубежом керамической черепицы включает плосковолновую, сдвоенную, сдвоенную чешуйчатую, ленточную пазовую, марсельскую пазовую, марсельскую глазурованную, желобчатую и другую черепицу.

В 1990-е годы за рубежом стало развиваться производство крупноразмерной керамической черепицы, применение которой даёт возможность заметно снизить трудоёмкость её укладки.

Широкий ассортимент керамической черепицы выпускается фирмами Германии, Франции, Италии. Многие заводы оснащены самой передовой техникой: вакуум-прессами, тоннельными печами, управляемыми ЭВМ, сушиьными установками, автоматизированным оборудованием по доставке и укладке изделий.

Помимо черепицы перечисленных видов зарубежной промышленностью выпускаются разнообразные специальные керамические элементы, предназначенные для устройства черепичных кровель. Применение таких элементов повышает долговечность черепичных кровель и снижает эксплуатационные расходы. Производится коньковый элемент, состоящий из металлической плоской части с двумя рядами отверстий, обеспечивающей вентиляцию кровли, и керамической верхней части, защищающей нижнюю часть от дождевой и талой воды. Керамический элемент с вентиляционным отверстием предназначен для устройства вентиляции кровель, керамические карнизные элементы – для защиты стен от атмосферных воздействий, а также для стока дождевой и талой воды.[19]

В России и странах СНГ керамическая черепица выпускается рядом предприятий, однако объём её производства относительно невелик.

Отечественной промышленностью выпускаются следующие виды керамической черепицы: пазовая штампованная, пазовая ленточная, плоская ленточная, S-образная, коньковая и некоторые другие.

В России пазовая штампованная черепица выпускается Прохладненским кирпично-черепичным заводом, в Украине – Коломыйским заводоуправлением строительных материалов. Ленточная и S-образная черепица производятся в Украине Хустским заводом строительных материалов, в Белоруссии – Обольским заводом керамических изделий.

В СНГ в 1990-е годы рядом организаций выполнены разработки, направленные на развитие производства керамической черепицы. В частности, Могилёвским филиалом ВНИИстроммаш (Белоруссия) разработана технологическая линия по производству ленточной черепицы производительностью 3 – 5 млн. шт. в год.

НИИСМ (Минск, Белоруссия) разработана поточно-конвейерная линия для производства керамической черепицы методом сухого прессования. Основные характеристики выпускаемой по данной технологии черепицы: размеры — 365х155 мм; морозостойкость – 100 циклов; масса 1 м 2 кровли – 42 – 45 кг.

Институтом Роспроектагропромстройматериалы (Саратов, Россия) разработана проектно-конструкторская документация на линию производства керамической черепицы производительностью 2 – 2,5 млн. шт. в год.

АО ВНИИстром им. П.П. Будникова разработана технология производства керамической черепицы методом полусухого прессования. В соответствии с предложенным методом для изготовления черепицы может применяться разнообразное сырьё: малопластичные глины, суглинки, аргиллитовые породы, глинистые сланцы, отходы углеобогащения, лессовидные суглинки.

Применение специальной обработки поверхности черепицы даёт возможность уменьшить её водопоглощение. Предложенная конструкция ленточной черепицы позволяет увеличить кроющую способность изделий, уменьшить расход сырья, снизить массу кровли. Черепица характеризуется улучшенными декоративными качествами, а также повышенной биостойкостью. [23]

Керамическая черепица применяется в качестве кровельного материала уже несколько столетий. Однако и в настоящее время производство этой продукции остаётся актуальным. Несмотря на большой ассортимент кровельных материалов, керамическая черепица занимает определённую нишу на рынке и остаётся востребованной. Перспективным направлением является модернизация традиционной технологии производства, применение автоматизированных установок, разработка продукции, удобной для укладки при устройстве кровель.

Источник