Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика.

Нажмите для полного просмотра!

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №2

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №3

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №4

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №5

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №6

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №7

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №8

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №9

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №10

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №11

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №12

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №13

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №14

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №15

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №16

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №17

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №18

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №19

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №20

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №21

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №22

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №23

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №24

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №25

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №26

Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика., слайд №27

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика.. Доклад-сообщение содержит 27 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Химия в строительстве доктор технических наук, профессор Матвеева Лариса Юрьевна

Слайд 2

Описание слайда:

Содержание Модуль 2. Неорганические строительные материалы Керамические материалы. Фарфор. Фаянс. Керамика. Огнеупорные материалы.

Слайд 3

Описание слайда:

Керамические материалы

Слайд 4

Описание слайда:

По структуре керамику подразделяют на грубую (керамический и силикатный кирпич, часть огнеупоров) и тонкую (фарфор, фаянс, большая часть высокотехнологичной керамики). По структуре керамику подразделяют на грубую (керамический и силикатный кирпич, часть огнеупоров) и тонкую (фарфор, фаянс, большая часть высокотехнологичной керамики). Первая характеризуется крупнозернистой, неоднородной в изломе структурой, вторая – однородной мелкозернистой структурой. Различают также пористую керамику (пористость 5–30%), к которой относятся, в частности, кирпич, фаянс, керамическая плитка, и компактную керамику (пористость ниже 5%), представленную фарфором, керамогранитом и некоторыми другими материалами.

Слайд 5

Описание слайда:

Получение керамики Важнейшую роль в процессах получения керамических изделий играют процессы спекания. Спекание может быть твердофазным (например, при получении керамического кирпича) или протекать в присутствии жидкой фазы (при производстве фарфора, фаянса и др.). Спекание в твердой фазе осуществляется по двум механизмам: за счет испарения с последующей конденсацией или за счет диффузии. Первый механизм реализуется сравнительно редко, поскольку для эффективного переноса вещества нужна высокая упругость паров, достижимая, как правило, при температурах выше 2000°С. Наиболее распространено диффузионное спекание, при котором перенос вещества происходит за счет миграции атомов внутри кристаллической решетки. В твердых неорганических веществах, особенно с ковалентным типом решетки, где доля свободного объема и амплитуда колебаний атомов незначительны, диффузия обусловлена, в первую очередь, наличием дефектов кристаллической решетки, возникающих при изготовлении материалов, их термообработке и других воздействиях, например при введении специальных добавок. Процессы диффузии значительно ускоряются при нагревании: кристаллическая решетка становится более рыхлой, в ней увеличивается число дефектов.

Слайд 6

Описание слайда:

Получение керамики На скорость твердофазных реакций существенно влияет дисперсность вещества. Равномерность и степень измельчения увеличивают площадь поверхности зерен и величину поверхностной энергии, вследствие чего возрастает скорость химического взаимодействия. Интенсивность взаимодействия существенно возрастает также при прессовании порошков (особенно с одновременным нагревом – горячее прессование), которое способствует увеличению поверхности соприкосновения частиц. Значительно эффективнее процессы спекания происходят в присутствии расплава (обычно 5–10% объема), дающего при остывании стекловидную фазу. Частичное плавление шихты при более низких температурах, чем те, при которых проводится спекание, достигается обычно за счет примесей в сырье или путем использования специальных добавок (плавней, или флюсов). Появление жидкой фазы в 104-107 раз увеличивает площадь поверхности взаимодействия между реагентами. Диффузия в этом случае идет через расплав, в котором коэффициенты диффузии значительно выше, чем в твердых фазах.

Слайд 7

Описание слайда:

Керамический (глиняный) кирпич Обожженный глиняный кирпич использовался в Древнем Египте уже в шестом тысячелетии до н.э. Со времен античности вплоть до XX века н.э. глиняный кирпич играл роль одного из важнейших строительных материалов и только с середины прошлого века начал вытесняться бетоном и железобетоном. Сырьем для производства кирпича являются суглинки или глины разнообразного состава, содержащие всегда три основные фракции: глинистую, песчаную и карбонатную. Первая образована различными минералами глин, в первую очередь каолинитом и иллитом, и обеспечивает пластичность теста. Вторая, состоящая главным образом из кварцевого песка, наоборот, является непластичным компонентом и обеспечивает сохранение формы кирпича в процессе сушки и обжига. Третья, содержащая в основном известняк (СаСO3) со значительной примесью МgСO3, вносит значительный вклад в образование пористости кирпича, а также в некоторых случаях играет роль флюса. Кроме того, сырье всегда содержит сульфаты, органические остатки и влагу.

Слайд 8

Описание слайда:

Керамический кирпич После размола, увлажнения, формования и сушки сырые кирпичи подвергают обжигу при температурах до 950-1000 °С в печах туннельного типа. При этом в различных температурных зонах происходят следующие процессы: а) до 200 °С удаление свободной воды и межслоевой воды глины; б) 300-350 °С выгорание органических веществ, содержавшихся в сырье или введенных специально с целью повышения пористости кирпича; в) 573 °С полиморфное превращение альфа-кварца в бета-кварц (при охлаждении – обратное превращение); г) 600-800 °С окончательное обезвоживание и разрушение кристалли- ческих решеток глинистых минералов с образованием аморфного кремне- зема и гамма-глинозема, в частности для каолинита: А12O3∙2SiO2∙2Н2O = γ-А12O3 + SiO2 (ам.) + 2Н2O; д) 950-1000 °С реакции между твердыми продуктами разложения гли- ны, завершающиеся образованием муллита: 3А12O3 + 2SiO2 = 3А12O3∙2SiO2.

Слайд 9

Описание слайда:

Керамический кирпич Вследствие относительно невысокой температуры обжига образование муллита происходит не полностью. Оставшийся аморфный кремнезем частично кристаллизуется, образуя тридимит или кристобалит. Содержащиеся в сырье карбонаты разлагаются при 600-900 °С, образующиеся оксиды кальция и магния реагируют с кремнеземом и глиноземом, образуя низкоосновные силикаты и алюминаты. Железо, входящее в состав глины, в результате обжига превращается в гематит Fe2O3, результатом чего является красная окраска кирпича. Минералогический состав обожженного кирпича складывается из муллита, кварца, тридимита, гематита, а также алюминатов и силикатов кальция и магния, частично в виде стекла. Пористость полнотелого кирпича обычно составляет 8–13%, что позволяет ему сохранять достаточную прочность (5–15 МПа)и придает ему хорошие тепло-изоляционные свойства. По своим химическим свойствам кирпич является довольно инертным материалом, в частности, по отношению к воде и кислотам, менее стойким – по отношению к щелочам. Обожженный при более высоких температурах кирпич называют клинкером. От обычного кирпича он отличается высокой твердостью и прочностью, главным образом, вследствие пониженной пористости и повышенного содержания стеклообразной фазы. Недостатком его является плохое сцепление с цементным вяжущим.

Слайд 10

Описание слайда:

Фарфор Керамический кирпич является типичным представителем грубой пористой керамики, а фарфор, наоборот, можно считать представителем тонкой непористой керамики. В то же время, как и кирпич, фарфор относится к традиционной керамике. Фарфор получают из сырьевой смеси, состоящей из глинистого компонента (каолин и белая глина), обеспечивающего необходимый химический состав материала и пластичность сырьевой массы, кварца (структурообразующий компонент) и полевого шпата, в основном калийсодержащего (плавень). Количественные соотношения компонентов заметно различаются для разных типов фарфора, но «классическая» формула предполагает соотношение 2:1:1. После тонкого измельчения и перемешивания компонентов производят формование изделия - полуфабриката с последующими сушкой и обжигом.

Слайд 11

Описание слайда:

Для массивных фарфоровых изделий санитарно-строительного и электротехнического назначения обычно применяют однократный обжиг при температурах 1320-1400 °С. Предварительно поверхность изделия обычно покрывают тугоплавким глазурным составом (например, водной суспензией каолина, полевого шпата и мела), в результате обжига образующим на поверхности изделия глазурь – тонкую стеклообразную пленку, повышающую механическую прочность и улучшающую внешний вид изделия. Выпускают также изделия из неглазурованного фарфора, называемого бисквитом. Для массивных фарфоровых изделий санитарно-строительного и электротехнического назначения обычно применяют однократный обжиг при температурах 1320-1400 °С. Предварительно поверхность изделия обычно покрывают тугоплавким глазурным составом (например, водной суспензией каолина, полевого шпата и мела), в результате обжига образующим на поверхности изделия глазурь – тонкую стеклообразную пленку, повышающую механическую прочность и улучшающую внешний вид изделия. Выпускают также изделия из неглазурованного фарфора, называемого бисквитом.

Слайд 12

Описание слайда:

Обжиг фарфора При обжиге фарфоровых масс до температур 1000-1100 °С, происходят примерно те же процессы, что и при обжиге кирпича. При дальнейшем нагревании, при 1150 °С (а иногда и раньше, за счет образования эвтектических составов) начинается плавление полевого шпата с образованием вязкого расплава. С ростом температуры количество жидкой фазы увеличивается, в ней растворяется значительная часть кристаллов кварца и муллита. К моменту достижения максимальной температуры обжига – 1400 °С – массовая доля жидкой фазы, как правило, превышает 50%. После охлаждения эта жидкая фаза превращается в стеклообразную матрицу состава К2O –А12O3 – SiO2. Содержание этой стеклофазы в твердом фарфоре, применяемом в промышленности и строительстве, составляет до 60%, она цементирует кристаллические фазы фарфора, к которым относятся муллит (15–30%), кристобалит (6–10%) и непрореагировавший кварц (8–12%). Пористость фарфора, образованная замкнутыми пузырьками газов, образовавшихся вследствие разложения примесей в сырье, составляет 4–6%.

Слайд 13

Описание слайда:

Мягкий фарфор

Слайд 14

Описание слайда:

Фаянс и керамическая плитка По составу сырья и способу производства весьма близким к фарфору материалом является фаянс, относящийся, тем не менее, к пористой керамике. Фаянс, как и фарфор, белого или почти белого цвета, однако он мягче, царапается сталью, легче ломается, обладает значительными водопоглощением и газопроницаемостью, поэтому в большинстве случаев его покрывают глазурью (белой и непрозрачной – для маскировки пористого излома). Сырьевая смесь для его производства состоит из каолина, белой глины, кварца и плавня, но количество последнего значительно меньше, чем в фарфоровых смесях (3–20%), и в его состав наряду с полевым шпатом или вместо него включаются карбонатные породы (мел, доломит). Температура первого обжига составляет 1200–1300 °С, затем изделие покрывают глазурным составом и вновь обжигают, уже при более низкой температуре (1050–1150 °С).

Слайд 15

Описание слайда:

Фаянс Отличие фаянса от фарфора по составу сырьевой смеси и температуре обжига приводит к несколько иному минералогическому составу фаянса. Стекловидной фазы в нем значительно меньше (20–25%), и она не заполняет все пространство между кристаллами (муллит, кварц, кристобалит, тридимит), оставляя место для значительного количества пор (до 30% по объему), в основном открытых. Тем не менее, изоляция пор глазурью и достаточная для многих целей прочность (на сжатие – до 80 МПа) позволяет широко применять в строительстве фаянсовые санитарно-технические изделия (ванны, умывальники и др.).

Слайд 16

Описание слайда:

Керамическая плитка По своим свойствам, составу и структуре к фаянсу приближается облицовочная керамическая плитка. Керамическая плитка представляет собой изделие, изготовленное из сырьевых смесей на основе глины, предварительно спрессованных под давлением около 50 МПа и затем обожженных при температуре от 1040 до 1300 °С. Керамическая плитка прочна, легко моется, гигиенична, огнеупорна и в некоторых своих видах морозостойка. Благодаря этим преимуществам она является практически незаменимым материалом при строительстве или ремонте. Плитка используется для облицовки стен и полов, каминов, бассейнов, для защиты фасадов и цоколей, покрытия тротуаров – иными словами, для химической и механической защиты, а также для декорирования поверхностей, эксплуатирующихся в самых разных условиях.

Слайд 17

Описание слайда:

Керамическая плитка

Слайд 18

Описание слайда:

Обжиг керамической плитки Затем плитку подвергают второму обжигу при температуре 1100–1150 °С, в результате которого глазурь закрепляется на поверхности плитки. Полученная плитка не обладает большой поверхностной прочностью и используется в основном для внутренней облицовки помещений. Вместе с тем глазурь достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики. Плитка однократного обжига предназначена как для облицовки стен, так и для укладки на пол. Некоторые ее виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять этот вид плитки снаружи помещений. Весь процесс ее изготовления происходит за один цикл обжига при температуре 1200–1250 °С, причем глазурный состав наносится сразу после сушки на еще не обожженную плитку. В результате обжига основа приобретает высокую твердость и на ней закрепляется глазурь, образуя с плиткой прочное единое целое. От плитки двойного обжига такая плитка отличается большей плотностью и прочностью, низким водопоглощением (< 3%) и, соответственно, морозостойкостью, а также более износостойкой и химически стойкой глазурью.

Слайд 19

Описание слайда:

Слайд 20

Описание слайда:

Керамический гранит Керамический гранит – это неглазированная керамическая плитка одинарного обжига, морозоустойчивая и очень прочная, по структуре и минералогическому составу похожая скорее на фарфор, чем на фаянс. Сырьевая смесь, из которой получают плитки керамогранита, состоит из глины, богатой иллитом и каолинитом, кварцевого песка, полевого шпата и красящих пигментов. Обжиг производят при температуре 1200— 1300 °С, при этом завершаются важнейшие процессы муллитообразования и насыщения расплавленного флюса кремнеземом и глиноземом, что и определяет уникальные свойства плиток керамогранита. Сырьевая смесь спекается, образуя монолит. В результате после охлаждения получается очень прочный, твердый и химически стойкий нспористый материал с водопоглощением ниже 0,05%. Он может быть использован для облицовки любых типов поверхностей (стены, пол, тротуар) как внутри помещений, так и снаружи.

Слайд 21

Описание слайда:

Огнеупорные материалы Огнеупорные материалы (огнеупоры) – это материалы, получаемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять свои свойства в условиях эксплуатации при высоких температурах. В своем большинстве они относятся к грубой керамике и применяются в качестве конструкционного или облицовочного материала для постройки различных промышленных печей (коксовых, доменных, сталелитейных и др.), топок и аппаратов, работающих в условиях высоких температур (1000–1800 °С). Основным эксплуатационным свойством огнеупоров является огнеупорность, которая оценивается как максимальная температура, которую стандартный образец материала выдерживает не расплавляясь. Обычно к огнеупорам относят материалы с огнеупорностью выше 1580 °С (температура первой эвтектики в системе SiO2–А12O3). Если огнеупорность превышает 1750 °С, материал считается высокоогнеупорным. К материалам высшей огнеупорности относят материалы с огнеупорностью выше 2000 °С.

Слайд 22

Описание слайда:

Свойства огнеупоров Кроме огнеупорности для огнеупорных материалов весьма важны такие характеристики, как строительная прочность при высоких температурах, температура начала деформации под нагрузкой, стойкость к термоудару, химическая стойкость (шлакоустойчивость). Огнеупоры бывают пористыми (вплоть до ультралегковесных с пористостью 75–90%) и непористыми (вплоть до особоплотных с пористостью менее 3%), формованными (кирпичи, трубы и т.д.) и неформованными (обмазки, сухие смеси), обожженными и безобжиговыми (с температурой термообработки не выше 600°С, дальнейший обжиг происходит непосредственно в тепловом агрегате). По составу и химическим свойствам огнеупоры делятся на кислые (состоят из кислотных или амфотерных оксидов), основные (состоят из основных оксидов) и нейтральные (состоят из малоактивных амфотерных оксидов или веществ неоксидного характера). В соответствии со своим химическим характером первые наиболее пригодны для плавки стекла или спекания керамики, стекла, природного камня, вторые – для выплавки металлов или спекания портландцементного клинкера, третьи характеризуются универсальностью применения.

Слайд 23

Описание слайда:

В таблице приведены основные характеристики некоторых наиболее часто применяемых огнеупоров

Слайд 24

Описание слайда:

Состав огнеупоров Огнеупоры, относящиеся к системе SiO2∙Al2O3, составляют более 80% всей массы производимых в настоящее время огнеупоров. Высококремнеземистые (кварцевые и динасовые) огнеупоры изготовляются из природных кварцитов, содержащих не более 1,5% глинозема, даже небольшие примеси Al2O3 в кремнеземе резко снижают температуру появления жидкого расплава и, следовательно, огнеупорность материала. В молотый кварцит вводят 2% СаО (плавень и минерализатор), смешивают с органической связкой, формуют изделия, сушат и обжигают при 1450°С. При обжиге в системе появляется кальций-силикатный расплав, в нем интенсивно растворяются кристаллы кварца, а выпадают из него в виде кристобалита или тридимита. В составе готовых высококремнеземистых огнеупоров содержатся кристаллические кристобалит, тридимит, а также немного кварца и волластонита (СаSiO3).

Слайд 25

Описание слайда:

Состав огнеупоров Кремнезем-глиноземистые (шамотные и муллитовые) огнеупоры изготовляют из смесей каолинитовых глин и шамота (обожженная глина примерно того же состава). Для коррекции состава могут быть добавлены также кварцит или боксит. Минералогический состав готовых материалов включает главным образом кристаллические муллит и кристобалит, а также, в случае муллит-корундовых огнеупоров, корунд (α-А12O3). Корундовые огнеупоры готовят из смесей на основе боксита (Аl2О3∙xН2О) или синтетического корунда с добавлением небольшого количества глины в качестве пластифицирующего компонента. После обжига при 1500-1600 °С материал состоит из кристаллов корунда и муллита с небольшой примесью стекловидной фазы.