JČU-ZF,
KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU
STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)
KERAMIKA
KERAMIKA
•
•
•
soudržný materiál z přírodních anorganických surovin s podílem skelné fáze
získává se „vymodelováním“ požadovaného tvaru a následným vypálením v žáru
při vypálení dochází ke slinutí materiálu (zpevnění vnitřní struktury)
•
•
typický postup je tvarování výrobku za studena, poté vypálení v peci - keramický způsob
méně časté je přímé odlévání roztavené suroviny do forem - hutnický způsob
•
vysušené nevypálené výrobky se po styku s vodou mění zpět na tvarovatelnou surovinu
KERAMIKA
1. TECHNOLOGIE VÝROBY
Úprava surovin
• za účelem získání stejnorodé směsi
• suchá cesta - drcení, mletí, třídění
• mokrá cesta - rozplavování suroviny vodou
(vznik kalu z něhož se odstraní hrubší zrna)
Vytváření
• vlastnosti směsi musí být vhodné k ručnímu nebo strojnímu zpracování do požadovaného
tvaru (formy)
• konečným produktem je tzv. výtvorek
• obsah vody ve směsi rozhoduje o způsobu vytváření:
• vytváření z drolenky
- suchý způsob
- obsah vody cca 10%
- vytváření lisováním
• vytváření z plastického těsta
- obsah vody cca 25%
- vytváření tažením, lisováním, na hrnčířském kruhu
• vytváření z břečky
- obsah vody cca 40%
- vytváření litím do sádrových tlustostěnných forem
KERAMIKA
1. TECHNOLOGIE VÝROBY
Sušení
• výtvorek nesmí před vypálením obsahovat více než 2% vody
(hrozí poškození unikající parou)
• sušení pod přístřešky, kolem vypalovací pece, nebo ve speciálních sušárnách
Výpal
• tepelné zpracování výrobků v pecích se děje při teplotách 900-1400°C - dochází ke
slinování (zpevňování)
• získané vlastnosti: stálost tvaru, pevnost, barva, odolnost proti povětrnosti, …
• výsledným produktem je keramický střep
• při výpalu vzniká keramická vazba - částečný vznik sklovité taveniny umožňující vzájemné
spojení zrn
Rozdělení pecí:
• periodická - s přetržitým provozem (pro malé výrobny)
• kontinuální - s nepřetržitým provozem
• tunelové - výrobky na vozících
• kruhové - výrobky na místě, pohybuje se teplotní zdroj
•
•
šachtové
rotační
KERAMIKA
2. SUROVINY
Dle chování po smísení s vodou dělíme suroviny na:
Tvárlivé
• po zpracování s vodou vytváří plastické těsto, po výpalu charakterizují vlastnosti keramiky
• jedná se o hlíny, jíly, prachy a písky
• dle frakce je dále můžeme dělit:
• jílovina - zrna menší než 0,002 mm
• prachovina - zrna velikosti 0,002 - 0,050 mm
• pískovina - zrna velikosti 0,050 - 2 mm
• jíly jsou považovány za kvalitnější suroviny (jemnozrnější, stejnorodější, plastičtější, mohou
se vypalovat i bíle)
KERAMIKA
Netvárlivé
• kromě plastické složky obsahuje směs ještě neplastické přísady (ty samy nejsou schopny
vytvořit tvárlivou hmotu)
• dle funkce přísady dělíme:
• ostřiva - snižují plastičnost
- nebezpečí trhlin při sušení
- pomáhají ke vzniku hutného střepu
- používá se křemičitý písek, šamot, popílek, škvára, struska
•
taviva - ovlivňují tavitelnost směsi (při relativně nízkém žáru dojde ke
zhutnění a slinutí střepu)
- používá se živec sodný, draselný a vápenatý
•
lehčiva - zmenšují objemovou hmotnost (např. tvorbou pórů)
- používá se uhelný prach, dřevěné piliny, rašelina
(při výpalu vyhoří a vytvoří tak póry)
- dále se používají lehká kameniva (křemelina, perlit)
KERAMIKA
3. CIHLÁŘSKÉ VÝROBKY
•
•
pórovitý, barevný, většinou načervenalý střep - cihelný střep
zcela či povrchově slinutý hutný střep - kabřinec
(větší objemová hmotnost, menší nasákavost)
•
fyzikální vlastnosti cihlářských výrobků jsou proměnlivé v závislosti na složení, způsobu
tváření a intenzitě výpalu
reprezentativní hodnoty cihelného střepu
KERAMIKA
3.1. CIHLÁŘSKÉ VÝROBKY PRO SVISLÉ KONSTRUKCE
•
konstrukce namáhané především tlakem (stěny a pilíře)
Cihly plné (CP)
• použití pro nosné i nenosné, vnitřní i vnější zdivo, pro přizdívky, cihelné klenby
• nelehčené - označení CP
• lehčené - označení CPL
- buď přímo vylehčení střepu (póry, piliny, …)
- nebo vylehčení dutinami (do 15% ložné plochy)
- nebo kombinací obou
charakteristiky
cihly plné:
KERAMIKA
cihly plné
cihly plné lehčené
KERAMIKA
•
zajímavost
cihly plné - skleněné („Vetropieno“)
KERAMIKA
Cihly děrované (CD)
• soustava svislých děr
• děrování zajišťuje jednak odlehčení tvarovky ale i lepší tepelně technické vlastnosti
• použití pro nosné i nenosné, vnitřní i vnější zdivo
1 - cihla děrovaná CD - dnes výroba v omezeném množství
2 - cihla děrovaná metrického formátu CDm - dnes výroba v omezeném množství
(pro potřeby rekonstrukcí)
3 - cihla děrovaná CD TÝN - dnes výroba v omezeném množství
4 - děrované cihly typu THERM - moderní použití, P+D, alternativní vyplnění dutin
polystyrenem, perlitem, vlnou
KERAMIKA
cihly děrované (POROTHERM)
KERAMIKA
Lícovky
• lícové cihly určené pro režné neomítané zdivo (pohledové zdivo)
Příčkovky
• pro vyzdívání vnitřních nenosných příček
příčkovka dutinová
příčkovka P+D
KERAMIKA
Komínovky
• určeny pro stavbu vysokých průmyslových komínů
• plné nebo příčně děrované
• půdorys má tvar kruhové výseče
Komínové keramické vložky
• dnes hojně rozšířeno
• šamot jako přísada - větší hutnost střepu
Nevypálené cihly plné („vepřovice“)
• neodolávají vlhkosti
• populární v pouštních
podnebích
KERAMIKA
3.2. CIHLÁŘSKÉ VÝROBKY PRO VODOROVNÉ KONSTRUKCE
•
•
•
konstrukce namáhané převážně ohybem (stropní a střešní konstrukce)
většinou se jedná o tenkostěnné dutinové prvky
základní rozdělení:
• stropní desky
• stropní vložky
• stropní tvarovky
Stropní desky HURDIS
• keramické desky s 3mi nebo 4mi dutinami, s rovným nebo šikmým čelem
• ukládání buď do keramických patek, nebo přímo na ocelové „I“ nosníky
• problematika odpadávání desek (vnitřní pnutí) - nutnost separační vrstvy
KERAMIKA
Stropní vložky MIAKO
• keramické dutinové vložky se vkládají většinou mezi keramobetonové nosníky
• vložky nemají primárně nosnou funkci
• plní funkci ztraceného bednění pro následné vylití stropní desky betonem
KERAMIKA
Stropní tvarovky ARMO U
• keramické tvarovky určené pro výrobu předpjatých i nepředpjatých stropních panelů či
nosníků
• do drážek se vkládají výztužné ocelové pruty s následným zalitím betonem
• výsledným výrobkem jsou tedy keramobetonové panely, nebo nosníky
KERAMIKA
3.3. PÁLENÁ STŘEŠNÍ KRYTINA
•
•
•
•
pálené střešní tašky se používají pro krytí šikmých střech se sklony už od 20°
tašky musejí být mrazuvzdorné, neprosákavé, bez trhlin
tašky mohou být opatřeny drážkami (zámky) po jedné nebo po dvou stranách
řada tvarových a barevných variací
Taška obyčejná - bobrovka
KERAMIKA
Taška drážkovaná
KERAMIKA
Prejzy
KERAMIKA
Hřebenáče
KERAMIKA
4. ZDRAVOTNÍ KERAMIKA
•
•
•
•
výrobky pro hygienická zařízení
vytváření většinou litím z břečky do tlustostěnných sádrových forem
většinou jsou z kameniny následně vypalované až na mez slinutí
na konci procesu se výrobky opatřují bílou nebo barevnou glazurou
KERAMIKA
5. PORCELÁN
•
•
•
•
bílý slinutý střep
zcela nepropustný pro plyny a vodu
v tenké vrstvě je průsvitný
pevnost v tahu 25-30 MPa, v tlaku až 500 MPa, v ohybu 70-90 MPa
•
podle obsahu použitých surovin rozlišujeme:
• tvrdý porcelán - vypalovací teplota 1400°C
- větší obsah kaolínu
- vyšší pevnost
- vysoká mechanická a tepelná odolnost
- pro výrobu elektrických izolátorů, laboratorních pomůcek,
vysoce kvalitního nádobí
- zastoupení především v Evropě
•
měkký porcelán - vysoká průsvitnost
- menší pevnost
- vyšší obsah taviv - nižší slinovací teplota
- výroba ozdobných a bytových doplňků
- zastoupení ve východní Asii
KERAMIKA
6. KAMENINA
•
•
•
•
hutná keramika s hutným střepem
malá nasákavost, velká pevnost
většinou oboustranně glazované výrobky
výroba z kameninových jílů, které slinují při nižších teplotách (1150 - 1350°C)
•
stavební kamenina - kameninové dlaždice a cihly
•
kanalizační kamenina - hrdlové kanalizační trouby a tvarovky
- vysoká odolnost proti kyselinám a louhům
•
hospodářská kamenina - v zemědělství při výstavbě objektů pro chov zvířat
- koryta, žlaby a podobně
KERAMIKA
7. KERAMICKÉ OBKLADAČKY A DLAŽDICE
•
•
•
•
•
slinuté obkladové prvky se vyrábějí z jílu, kaolinu, křemenného písku a většího obsahu
živce
střep je odolnější, nepropustný, sklovitý
u glazovaných výrobků následuje po sušení samotné glazování a pak teprve výpal
někdy se používá dvojího vypalování (hned po vysušení, pak glazura, poté hned výpal)
vypalovací proces trvá díky moderní technologii pouze 60 min. (dříve 72 hodin)
KERAMIKA
Fotogalerie z výroby - cihelna HELUZ Dolní Bukovsko
http://www.heluz.cz/fotogalerie/ukazky-z-vyroby/cihelna-dolni-bukovsko/
KERAMIKA
Speciální použití keramiky
•
•
•
vesmírné inženýrství - díky schopnosti keramiky odolávat vysokým teplotám, byl tento
materiál vybrán jako vhodná tepelná ochrana pláště raketoplánů, na které při vstupu do
atmosféry působí teploty až 1500°C
povrch raketoplánu je pokryt až 30 000 keramickými destičkami 20x20 cm
destičky se po každém přistání vyměňují za nové (ubývání opalem)
Download

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) KERAMIKA