Конструкционные глиняные изделия, керамические изделия, предназначенные для использования в строительстве зданий. Типичными конструкционными глиняными изделиями являются строительный кирпич, тротуарный кирпич, терракотовая облицовочная плитка, кровельная плитка и дренажная труба. Эти предметы изготавливаются из обычных природных материалов, которые смешиваются с водой, формуются в желаемую форму и обжигаются в печи, чтобы придать глиняной смеси постоянную связь. Готовые изделия из конструкционной глины обладают такими важными свойствами, как несущая способность, износостойкость, устойчивость к химическому воздействию, привлекательный внешний вид и способность принимать декоративную отделку. В этой статье рассматриваются сырье, свойства и общие области применения строительных глиняных изделий. В некоторых местах делается ссылка на промышленные процессы, используемые при изготовлении изделий из конструкционной глины; для более подробного описания этих процессов читатель обращается к статье традиционная керамика.

Сырье и переработка

Конструкционные глинистые изделия изготавливаются из 35-55% глин или глинистых (глинистых) сланцев, 25-45% кварца и 25-55% полевого шпата. Как и во всех традиционных керамических изделиях, глинистая часть действует как формирователь, обеспечивающий формообразующую способность; кварц (кремнезем) служит наполнителем, обеспечивающим прочность формуемого объекта; а полевой шпат служит флюсом, снижающим температуру плавления глины и кварца во время обжига. Приведенные выше пропорции часто встречаются непосредственно в сланцевых отложениях, так что смешивание часто не требуется. Кроме того, практически не используется обогащение или дробление и измельчение добытого материала. Местные глины или сланцы с сильно изменяющимся составом используются для того, чтобы максимально снизить транспортные расходы. Цвет готового продукта обусловлен примесями, в первую очередь оксидами железа, присутствующими в сырье. Цвета могут варьироваться от бурого и других светлых оттенков коричневого до красного и черного, в зависимости от того, существует ли в печи окислительная или восстановительная атмосфера. При обработке изделий из конструкционной глины преобладают операции пластического формования жесткой глины-например, операции прессования кирпича и экструзии кирпича или трубы (см. рис.1). Эти процессы описаны в статье традиционная керамика. Сформованные объекты обычно обжигаются в непрерывных конвейерных лентах или железнодорожных вагонах, при этом изделия, проходя через туннельную печь, переходят от комнатной температуры в горячую зону и, наконец, в более холодную зону на другом конце. Свойства, проявляемые структурными глиняными изделиями, определяются размером частиц, температурой обжига и конечной микроструктурой. По сравнению с более тонкими керамическими изделиями, такими как побелка, используются гораздо более грубые частицы наполнителя и используются более низкие температуры обжига—обычно в диапазоне от 1,050° до 1100° C (приблизительно от 1,925° до 2,000° F). При таких низких температурах частицы наполнителя (обычно измельченный кварц) обычно не подвергаются воздействию. Вместо этого глинистые или сланцевые ингредиенты содержат достаточное количество примесей, чтобы расплавиться и образовать стекло, тем самым связывая частицы вместе. Как и в случае с белилами, кристаллические иглы муллита превращаются в эту стекловидную фазу. Полученная микроструктура состоит из крупных вторичных частиц, встроенных в матрицу из мелкозернистого муллита и стекла-все они содержат значительный объем крупных пор. Из-за наличия крупных и мелких частиц в их микроструктуре изделия из обожженной глины обладают относительно высокой прочностью на сжатие. Эта способность выдерживать относительно большие нагрузки без разрушения является основным свойством, позволяющим использовать эти изделия в конструкциях. Размер и количество пор также важны. При недостаточном нагреве изделия из конструкционной глины имеют низкую прочность и плохую устойчивость к морозу и замерзанию из-за наличия множества мелких пор в глинистых областях. С другой стороны, в перегоревшей посуде слишком много стекла. Он прочен, но хрупок и подвержен разрушению при механическом и термическом напряжении. Кроме того, невозможно получить хорошую связь, когда стекловидные изделия используются с растворами. Однако небольшие поры и высокое содержание стекла желательны, когда требуется химическая стойкость и непроницаемость для проникновения воды.