Однако часто принято выражать водопоглощение по отношению к массе материала в сухом состоянии.

Для вычисления водопоглощения в % по объему и по массе пользуются формулами:

(2.6)

(2.7)

где: m - масса сухого материала, г;

m₁ - масса материала, насыщенного водой, г;

V - объем материала (образца), см³.

В данной лабораторной работе определяется водопоглощение керамического кирпича, для чего сначала необходимо сделать замеры по длине, ширине, высоте образца и вычислить его объем. После чего образец помещают в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при температуре 105¸110ºС. После охлаждения образца его взвешивают с точностью до 1 г. Образец устанавливают вертикально в ванную, и заполняют водой (при температуре 20±5ºС до 1/3 высоты кирпича - выдерживают 12 часов). Затем уровень воды повышают до 2/3 высоты образца и выдерживают еще 12 часов, после чего он полностью покрывается водой, так чтобы слой воды над образцом был не менее 2 см, на 24 часа. По истечении суток образец извлекают, дают стечь воде, обтирают влажной тканью и взвешивают с точностью до 1 г. Водопоглощение вычисляется по формулам (2.6) или (2.7).

Контрольные вопросы

1. Что такое истинная плотность?

2. Что такое средняя плотность?

3. Что такое насыпная плотность?

4. Истинная плотность и средняя плотность - величины постоянные или переменные? И почему?

5. Зависит истинная или средняя плотность от пористости?

6. Средняя плотность материала больше или меньше его истинной плотности и почему?

7. Что такое пористость материала и от чего она зависит?

РАБОТА № 3

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1 Сырье для получения керамики и керамические изделия

Керамикой называют широкий круг материалов и изделий в виде искусственного камня полученного путем обжига до спекания (900 ÷ 1300 º C) предварительно подготовленной керамической массы с необходимыми добавками, взятыми в строго определенном соотношении, и получением керамического черепка. После обжига керамические материалы приобретают значительную прочность, водостойкость, морозостойкость и ряд других свойств.

Керамические строительные изделия разделяют на две основные группы: пористые и плотные. Пористые керамические изделия поглощают более 5% воды (по массе). Пористую структуру имеют стеновые, кровельные и облицовочные материалы, а также стенки дренажных труб и др.

Плотные керамические изделия поглощают менее 5% воды. Плотную структуру имеют плитки для пола, дорожный кирпич, канализационные трубы.

По назначению керамические материалы и изделия подразделяют на следующие виды:

- стеновые изделия - кирпич, камни пустотелые и панели из них;

- кровельные изделия - черепица;

- облицовочные изделия - лицевой кирпич, архитектурно художественные детали, карнизы, уголки, облицовочные плитки;

- санитарно-техническая керамика - ванны, унитазы;

- дренажные и канализационные изделия - дренажные и канализационные трубы;

- огнеупорные изделия;

- специальная керамика;

- пористый гравий - керамзит.

Сырьем для производства керамических изделий является каолины и глины, применяемые как в чистом виде, так и в смеси с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и др.).

Под каолиновыми глинами понимают природные водные алюмосиликаты с различными примесями, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, после формирования и высыхания сохраняют приданную форму, и после обжига приобретают свойства искусственного камня.

Каолины - состоят почти исключительно из минерала каолинита и содержат значительное количество частиц с размером менее 0,01 мм, после обжига сохраняют белый цвет.

Глины - более разнообразны по минеральному составу, они больше загрязнены минеральными и органическими примесями. Глинистое вещество (с частицами менее 0,005 мм) состоит преимущественно из каолинита, монтмориллонита Al₂O₃·4SiО₂·n₂O, галуазита Al₂O₃·2SiО₂·4H₂O.

Отощающие добавки, вводятся в состав керамической массы для снижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающихдобавок используют шамот, дегидратированного глину, кварцевый песок, золу ТЭС, гранулированный доменный шлак.

Порообразовывающие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Используют вещества, которые при обжиге диссоциируют с выделением газа (СО₂ - молотый мел, доломит), или выгорают.

Плавни -добавляют в глину для снижения температуры ее спекания. К ним относят: полевые шпаты, железную руду, доломит, магнезит, тальк и др.

Усадка - характеризуется уменьшением линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Усадку выражают в процентах от первоначального размера изделия.

У_воз = ; У_ог = ; У_общ = У_воз + У_ог

где: У_воз - воздушная усадка; У_ог - огневая усадка; У_общ - общая усадка; V₁, V₂ і V₃ - объем материала соответственно первоначальный, после сушки и после обжига.

Кирпич и камни керамические

Керамические кирпичи и камни (ГОСТ Б В.2.7-61-97) относятся к стеновым керамическим изделиям. Изготовляют их из легкоплавких глин с добавками и без, применяют для кладки наружных и внутренних стен, для изготовления стеновых панелей и блоков.

Кирпич имеет следующие размеры: одинарный - 250 × 120 × 65 мм; утолщенный - 250 × 120 × 88 мм; модульный - 288 × 138 × 63 мм, модульный утолщенный - 288 × 138 × 88 мм; утолщенный с горизонтальным расположением пустот - 250 × 120 × 138 мм.

Камни изготавливают следующих размеров: обычный - 250 × 120 × 138 мм; укрупненный - 250 × 250 × 138 мм; модульный - 288 × 138 × 138 мм; модульный укрупненный - 288 × 288 × 88 мм; укрупненный с горизонтальным расположением пустот 250 × 250 × 120 мм.

Кирпич изготавливают полнотелым (без пустот или с технологическими пустотами объемом до 13%) и пустотелым, а камни - только пустотелыми.

Все изделия, за исключением предназначенных для кладки фундаментов, могут изготавливаться пористыми.

Масса кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг, камней - не более 16 кг.

В зависимости от предела прочности кирпича при сжатии и изгиба, а камня - только при сжатии их подразделяют на марки 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300.

Плотность кирпича в зависимости от типоразмера и наличия пустот колеблется в пределах 1400 ÷ 1600 кг/м³; теплопроводность 0,7 ÷ 0,82 Вт / (м ·º С); водопоглощение для полнотелых изделий должно быть не менее 8% по массе, для полых - не менее 6% по массе; марка по морозостойкости от F15 до F50 (количество циклов переменного замораживания и оттаивания). Кирпич применяют для кладки стен зданий, изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей и дымовых труб.

Примеры условных обозначений керамичекого кирпича и камней:

1. Кирпич керамический рядовой полнотелый марки по прочности 100, плотностью 1650 кг/м³ марки по морозостойкости F-15:

Кирпич КРПв - 1/100/1650/15 ГОСТ Б В.2.7-61-97

2. Кирпич керамический рядовой пустотелый марки по прочности 150, плотностью 1480 кг/м³, маркой по морозостойкости F-15:

Кирпич КРПр - 1/150/1480/15 ГОСТ Б В.2.7-61-97

3. Камень керамический рядовой пустотелый марки по прочности 100, плотностью 1460 кг/м³, марки по морозостойкости F -15:

Камень КР - 6/100/1460/15 ГОСТ Б В.2.7-61-97