О керамической плитке

Керамическая плитка. Состав, производство, основные характеристики

В качестве сырья для производства  керамической плитки используются смеси различных материалов: 

  • Глинистые. Обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки.
  • Кварцевое сырье (в основном кварцевый песок, который образует «скелет» керамического изделия.  Ограничивает изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге
  • Материалы, содержащие полевые шпаты (алюмосиликаты натрия, калия, кальция и т.д.) или карбонаты (в частности, кальция). Обеспечивают стекловидную и плотную структуру готового изделия. 

Процесс производства керамической плитки

1. Добыча глины

Процесс производства начинается в карьерах, где добываются исходные составляющие. Типы глины должны иметь определенный химический состав. Он определяет свойства материала и его поведение при прессовании и обжиге. Глина поступает на фабрику, где складируется в контейнеры.

2. Приготовление смеси

  1. Глина смешивается с другими компонентами в  рассчитанной пропорции, поступает на участок предварительного перемалывания до определенного размера и проходит операции:
    1. Измельчения
    2. Смешивания
    3. Увлажнения.

3. Приготовление керамической массы

В зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляется: 

  • Полусухим способом (прессованием из порошкообразной массы — глину дробят и подсушивают, затем измельчают и подают на формование).
  • Пластическим способом (из тестообразной массы с помощью тепловой обработки — глину дробят под давлением,  направляют в глиносмеситель, где она перемешивается с добавками до получения однородной пластичной массы).
  • Мокрым способом (исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы. Получившееся жидкая смесь поступает в специальные резервуары). 

4. Изготовление тела плитки

На производстве тело плитки часто называют бисквит, по цвету и форме он напоминает корж для приготовления торта.

Сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения  однородной массы и последующей формовки. 

5. Формовка изделия

Для формовки применяется два метода — прессование и экструзия. 

  • При  прессовании  порошкообразная масса сдавливается прессом в двух направлениях. Под высоким давлением происходит перемещение и частичная деформация гранул. Даже необожженная плитка приобретает соответствующие плотность и прочность. 
  • При экструзии  клинкерная плитка изготовляется из тестообразной массы и формуется при продавливании через специальное отверстие экструдера, имеющие форму будущего профиля.

От метода сухого прессования экструзия отличается тем, что в производственном процессе существует так называемая «жидкая фаза». Ввязкая масса выдавливается из формы под давлением и затем обрезается.

 Именно эти технологические тонкости позволяют производить материал различной формы. При прессовании можно получить только плоскую плитку определенных размеров.

Клинкерная плитка, изготовленная методом экструзии, гораздо толще прессованной, выпуклой или вогнутой. Это позволяет выпускать специальные клинкерные элементы: угловые, внешние и внутренние. 

6. Сушка изделия

 Из изделия удаляется вода, необходимая для формовки. Условия сушки имеют  важное значение для обеспечения целостности изделия. Процесс следует тщательно контролировать во избежание образования деформаций, растрескиваний и прочих дефектов.

 В производстве керамической плитки  распространены сушильные установки с сушкой горячим воздухом. Они обеспечивают выход на поверхность изделия влаги, ее дальнейшее испарение и удаление. Быстродействие установки (процесс сушки длится несколько десятков минут) обеспечивается теплообменом, вентиляцией и относительно высокой температурой воздуха, при которых производится осушение.

Если сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается.

В процессе сушки и окончательного высокотемпературного обжига происходит «усадка» плитки (пропорциональное уменьшение в линейных размерах), именно это  объясняет наличие калибров, присваиваемых плитке — обозначение ее фактического размера.

Невозможно с точностью до миллиметра предусмотреть уменьшение плитки в процессе обжига. Поэтому  плитка сортируется согласно фактическому размеру (калибру), который  имеет небольшие допуски, согласно нормам ISO. 

7. Нанесение глазури (эмали)

Глазурь — стекловидное защитно-декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом.

 Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, песок, различные окислы, красящие пигменты), которые наносятся на поверхность изделия и расплавляются.

Виды глазури:

  • цветные
  • бесцветные
  • матовые
  • глянцевые
  • прозрачные

Цвет глазури достигается за счет добавления солей и оксидов металлов.

Плитка может быть глазурованной и неглазурованной. У глазурованной плитки верхний,  тонкий слой имеет стекловидную структуру. 

Поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает эффект цвета, глянца, орнамента и т.д. и ряд свойств — водонепроницаемость, твердость, которые не может обеспечить основание плитки.

 В составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже.

Неглазурованная плитка имеет однородную структуру по всей толщине.

 Существует несколько десятков способов нанесения глазурей на поверхность керамической плитки. Технологически эмаль наносится с помощью машины – большого круглого барабана, длина окружности, которого в несколько раз больше длины плитки. 

Момент нанесения может происходить по-разному: до обжига, после обжига и даже во время обжига. Для придания плитке более эстетичного вида процесс глазурирования может применяться совместно с нанесением различных изображений

Нередко используется осевое смещение барабана, для того, чтобы сделать большое количество плитки с неповторяющимся рисунком, при этом сохраняя выбранный дизайн и цвет серии. 

8. Обжиг

Посредством обжига плитка приобретает механические характеристики, делающие ее пригодной для использования.

Такие характеристики являются следствием химических реакций и физических изменений, которые происходят как в самой плитке, так и в глазури (в случае глазурованной плитки).

Обжиг производится в печах непрерывного действия. 

Туннель, по которому плитка перемещается на транспортерах, подвергается предварительному нагреву, в результате которого испаряется влага. Далее, плитка обжигается при температуре в зависимости от типа изделия от 900 до 1250 °С .

Характерным свойством глин является — способность превращаться в камневидную массу при обжиге. Для каждого типа плитки  разрабатывается индивидуальный температурный режим. Максимальная температура обжига для разных материалов отличается.

У плитки двойного обжига — около 950 °С, у однократного обжига — до 1180°С, у керамогранита — до 1300°С.

После пребывания на участке обжига плитка перемещается по туннелю, последовательно охлаждаясь до температуры, безопасную для выгрузки из печи. После охлаждения плитка приобретает структуру с высокой  прочностью. 

9. Сортировка

Прежде чем поступить на участок упаковки и склад, плитка  сортируется.

 Сортировка решает три задачи:

  • отбраковать дефектные изделия
  • отделить плитки первого сорта от плиток более низких сортов
  • сгруппировать плитки каждого сорта в торговые партии с точки зрения размерности (калибр) и цветности (тон).

После выхода из печи плитка приходит на участок дефектоскопического контроля и калибровки и визуального контроля тональности.

Каждая плитка попадает на рельсы, расположенные по краям плитки и по центру прокатывается ролик, воздействующий на плитку с  нагрузкой. Если плитка имеет дефект, то она ломается и не попадает на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки. Далее плитка сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции. 

По типу поверхности керамический гранит разделяют на несколько основных видов: 

  • Матовый — плитку с такой поверхностью после выхода из печи не обрабатывают дополнительно, поэтому она имеет естественный вид. 
  • Полированный — необработанную поверхность греса ровно срезают, а затем осветляют. Плитка становится сверкающей. После полировки  наносится состав, который закрывает микропоры и делает поверхность менее восприимчивой к загрязнению. Такая плитка имеет несколько недостатков (если на нее попадает вода, она становится очень скользкой и ее легко поцарапать. За полированным гресом нужно следить и чистить специальными неабразивными жидкими моющими средствами. 
  • Полуполированный (от итальянского lappato – притертый, заглаженный) керамогранит — получают посредством срезания меньшего верхнего слоя греса по технологии поверхностной шлифовки. Обычно таким образом обрабатывают неровную плитку, в результате получается эффектное сочетание полированных и матовых участков. Поверхность лаппатированного керамического гранита легче очищается от загрязнений. Лапатированная керамическая плитка приобретает блеск и нескользкую поверхность.
  • Большое распространение получил смальтированный керамический гранит (gres porcelanato smaltato). Технология его изготовления очень схожа с производством монокоттуры — нанесенная эмаль, определяющая цвет и фактуру поверхности, обжигается вместе с плиткой в результате одинарного обжига, но при этом материал обладает такими же высокими прочностными и морозоустойчивыми показателями, как керамогранит. 

 

Еще одной технологией обработки керамического гранита является ретификация 

Ретификация — это дополнительная механическая обработка готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок с каждой стороны как матовой, так и полированной плитки на станках (при помощи алмазных кругов), для придания всем без исключения плиткам в серии единого размера в каждом формате и одинаково ровных краев изделия. Это позволяет укладывать плитки разных размеров и сочетать матовые плитки с полированные плитками одной серии с минимальными швами от 1мм. Такую плитку  рекомендуется класть со швом – для того чтобы при усадке здания, или при расширении плитки  от температурных перепадов, она не потрескалась. 

Клинкер 

Это керамическая плитка одинарного обжига с уплотненной основой, при изготовлении которой применяют метод экструзии, а также технологию прессования (например, у фабрики Paradyz). Иногда ее эмалируют или покрывают так называемой «солью» – тонким слоем прозрачного стекла.

Основные характеристики клинкера: высокая сопротивляемость механическим нагрузкам, низкие показатели истираемости и водопроницаемости, стойкость к химическим воздействиям, стойкость к перепаду температур, морозостойкость.

Обычно клинкеры используют для облицовки полов как внутри, так и снаружи, а также при строительстве бассейнов – в отделке цоколей, уголков, водостоков, ступеней и различных соединительных элементов. 

 

Майолика 

Крупнопористая плитка с цветной основой и лицевой поверхностью. как правило, покрыта непрозрачной глазурью, на которую нанесен яркий рисунок.

Для производства майолики берут карьерные глины, содержащие песок, карбонатные фракции и окислы железа. Плитка получается методом прессования с последующим двойным обжигом.

Майолика отличается высокой механической прочностью и стойкостью к образованию кракелюров (мелкие трещины на поверхности красочного слоя в живописи), но из-за пористой основы майолика легко впитывает воду, поэтому может быть использована только для отделки внутренних стен в сухих помещениях. 

Несмотря на ограниченную область использования и энергоемкий двойной обжиг, майолика пользуется  спросом благодаря высоким декоративным достоинствам. 

Коттофорте 

Представляет собой прессованную плитку, полученную двойным обжигом при низкой температуре и покрытую непрозрачной глазурью. 

Коттофорте производится из смеси как минимум двух сортов глин с добавлением шамота, благодаря чему плитка отличается высокой прочностью, позволяющей использовать ее для создания напольных покрытий. 

Фаянс 

По техническим параметрам и технологии изготовления фаянс очень похож на майолику, отличается только исходным сырьем.

Фаянс изготавливают из белой глины (каолина). Фаянсовые плитки получают методом прессования из огнеупорных глин с добавлением веществ, понижающих температуру плавления. Лицевая поверхность плиток покрыта глазурью. Используют фаянсовые плитки главным образом для укладки внутренних полов и облицовки стен внутри помещения. 

Общие рекомендации по подбору и применению плитки можно сформулировать так:  

Керамогранитпрокрашенный в массе — облицовка всех типов поверхностей как внутри помещений, так и на улице. Не имеет ограничений по применению — это могут быть и частные интерьеры, и рестораны, и аэропорты, и бассейны, и тротуарные дорожки и т.д.

Стоит отметить, что для некоторых наружных работ и полов в  помещениях необходимо подбирать плитки с соответствующей противоскользящей поверхностью

Полированные плитоки керамогранита — в связи с очень гладкой поверхностью данного материала его используют во внутренних помещениях, где нет опасности попадания на него воды, которая делает его очень скользким.

Применение этого материала в местах, имеющих прямой контакт с улицей, подвергает его дополнительному износу.

Свойства и особенности керамической плитки.

Износостойкость

 Одно из важнейших качеств напольной плитки, которое характеризует устойчивость плитки к истиранию и способность сохранять внешний вид без изменений.

Исследователи американского Института Фарфора и Эмали, которые проводят анализ, тестирование и исследование керамических материалов, разработали классификацию плитки по степени истираемости.

Сокращенно она называется PEI и используется для того чтобы правильно подбирать плитку определенной группы износостойкости в зависимости от типа помещений, в которых она будет уложена.

Если положить на пол плитку несоответствующей группы, она очень быстро вытрется, потеряет прочность, покроется царапинами, а глазурь утратит блеск. Классификация PEI включает в себя пять групп:

PEI I – плитка этой группы предполагает легкую степень эксплуатации без воздействия абразивных частиц (используется для стен в ванных комнатах).

PEI II – плитка этой группы предполагает эксплуатацию с небольшим наличием абразивных частиц (используется для стен/пола в спальнях, кабинетах, ванных комнатах).

PEI III – плитка третьей группы укладывается в любых жилых помещениях и в небольших офисах, не имеющих прямого входа с улицы. Плитка не подходит для лестниц, коридоров и других помещений с большой проходимостью.

PEI IV — плитка этой группы обладает более высокими прочностными характеристиками. Подходит для любых жилых комнат и покрытия лестницы, холла, коридоров.

PEI V — Плитка пятой группы является наиболее прочной и стойкой к истиранию из глазурованных плиток. Только ее применяют как в частных, так и общественных интерьерах с проходимостью выше среднего (офисы, магазины, кафе, рестораны). Для мест с интенсивным трафиком (движением) рекомендуется использовать неглазурованный керамогранит (аэропорты, вокзалы, торговые центры). 

Водопоглощение

 Отношение массы воды, поглощенной образцом при его полном погружении в воду, к массе сухого вещества. Отношение выражается в процентах.

Водопоглощение глазурованных керамических плиток для пола не должно превышать 3% (стандарт EN 176 Bl), для настенных плиток водопоглощение должно составлять не менее 10% (стандарт EN 159 BIII).

Показатель водопоглощения плитки играет важную роль при облицовке бассейнов. Необходимо использовать только специальную плитку. Например, керамогранит, клинкер, фарфоровая плитка.  

Морозоустойчивость

Водопоглощение и морозостойкость взаимосвязанные характеристики,  зависящие от пористости плитки.

При обжиге любой керамической плитки в ее теле образуются поры — от испарения остаточной влаги, от выхода газов, образующихся в ходе высокотемпературных химических реакций.

Естественно, что в них может проникать влага от дождя, тумана, снега — если плитка уложена на улице. От разнообразных технологических жидкостей — если плиткой облицована холодильная камера.

Морозостойкость — способность керамических изделий, насыщенных водой, выдерживать многократное попеременное замораживание в воздушной среде и оттаивание в воде без признаков разрушения и без  снижения прочности. 

Европейскими методиками проверки обусловлено, что 25 циклов замораживания / оттаивания при температуре от – 15Сº до +15Сº (при температуре от – 20Сº до +25Сº согласно ГОСТ 7025-91) достаточно для того, чтобы установить факт наличия или отсутствия стойкости.

Стойкость керамической плитки обусловливается двумя параметрами: наличием и количеством пор.

Плитка двойного обжига довольно пористая и, следовательно, не морозостойкая. А плитка одинарного обжига с водопоглощением меньше 3% считается морозостойкой. 

Керамогранит в отличие от керамической плитки имеет самый минимальный уровень водопоглощения – меньше 0,05%, что характеризуется отсутствием пор и микротрещин на поверхности и противостоит проникновению воды внутрь, не расширяется и не вызывает разрушение при заморозках. 

 Морозостойкость обязательно нужно учитывать и в том случае, когда плитку укладывают на улице или в неотапливаемом помещении, где температура воздуха опускается ниже 0Сº.  

Растрескивание

Появление тонких трещин в эмалевом покрытии. Происходит с некачественной или неправильно подобранной плиткой под действием резких перепадов температур. Такой дефект иногда присутствует на плитках до укладки.

Если будет доказано, что при изготовлении плитки была нарушена норма «сопротивляемости растрескиванию», дефект считается производственным браком.

Когда плитка растрескивается через некоторое время после укладки, причинной может служить неправильная укладка плитки: использование плохого раствора или клея, слишком толстый или тонкий слой этих материалов.  

Сопротивление скольжению

Способность поверхности препятствовать скольжению предмета, находящегося на ней. Она выражается коэффициентом трения, который чаще всего измеряется немецким методом нормы DIN.

Результат испытания выражается в размере угла наклона пола, при котором предмет начинает скользить. Сопротивление к скольжению является основным требованием к безопасности жилых и промышленных помещений, а также для наружных напольных покрытий.

В банях, саунах и бассейнах обычно укладывают ребристую плитку с желобками. 

Химическая устойчивость

 Способность выдерживать контакт с химическими веществами при комнатной температуре.

Под химическими веществами имеются в виду кислоты, соли, основания, а также бытовая химия, добавки для бассейна и продукты домашнего обихода.

Плитка должна оказывать сопротивление агрессивному или механическому воздействию этих веществ, не претерпевая внешних изменений.

Согласно норме EN 122 выделяются следующие классы плитки по устойчивости к агрессивным средам (средам, вызывающим разрушение материалов и ухудшение его свойств – использование бытовых моющих средств, атмосферное воздействие):

Класс AA — при проведении испытаний плитка полностью сохранила внешний вид

Класс A — внешний вид изменился незначительно

Класс B — выявлены значительные изменения внешнего вида

Класс C — произошла частичная потеря внешнего вида

Класс D — первоначальный вид абсолютно потерян.

Следует не забывать и про швы на облицованной плиткой поверхности. Их можно защитить, заполнив эпоксидными материалами, которые хорошо сопротивляются химическим воздействиям. 

Тон и калибр плитки.

Цветовая насыщенность плитки, которая может  не совпадать с заявленным цветом.

Он обозначается на упаковке цифрой или буквой.

Калибр — фактический размер плитки, иногда на пару миллиметров отличается от номинального. Калибр указан на упаковке рядом с номинальным размером.

Небольшие расхождения в размерах часто случаются при производстве плиток с очень плотной основой.

При изготовлении плитка сортируется по партиям одного размера с допуском разницы, установленной нормативами. Перед укладкой плитку следует проверить на наличие несовпадений с указанными на упаковке данными. Даже незначительные отклонения могут вызвать неровности или другие дефекты покрытия. 

Сопротивление на изгибу

 Какое предельное значение статической нагрузки, приложенной к трем точкам одной керамической плитки, она способна выдержать без разрушения.

Сопротивление изгибу тем выше, чем ниже водопоглощаемость плитки.

 Керамогранит обладает высоким сопротивлением на изгиб, а пористая плитка – более низким.  

Предел прочности

Уровень возможной нагрузки, которую должна выдерживать плитка. Напрямую зависит от ее толщины.

Важен для напольной плитки. Такие нагрузки, как вес человека или мебели, плиточное покрытие должно выдерживать легко и не ломаться.  

Поверхностная твердость

Устойчивость к появлению царапин и повреждений. В соответствии с нормой стандартов EN101 плитка классифицируется по шкале от 1 до 10 соответственно возрастающей твердости минералов.

Царапины четко просматриваются на блестящей поверхности плитки, на матовой же они менее заметны.  

Устойчивость к перепадам температур 

Способность поверхности эмали не претерпевать видимых изменений вследствие «шока» вызываемого резкой сменой температуры. Тест показывает большую или меньшую устойчивость плитки к таким воздействиям. 

Керамическая плитка —  прочный материал. Если она правильно уложена, то предел ее прочности в 10–20 раз превосходит цемента или железобетон и может достигать 30 тысяч тонн на квадратный метр.

Высокий показатель жесткости позволяет керамической плитке не гнуться и не деформироваться при очень высоких нагрузках. Чем она толще, тем выше её прочность.

 Стекловидная поверхность керамической плитки (глазурь или эмаль) защищает от воздействия воды и обладает свойствами огнеупорности и огнестойкости. Благодаря этим свойствам, плитку можно использовать для облицовки печей и каминов. Она не горит, защищает облицованную поверхность, а при нагревании не выделяет ядовитых веществ. Плитка не подвергается разрушению при соприкосновении с химическими веществами (единственная угроза — фтористо-водородная кислота).

При соприкосновении с керамической плиткой не возникает разряда статического электричества, как это бывает с синтетическими поверхностями (ковролин, линолеум). Керамическая плитка изготовлена из натуральных компонентов и безопасна для окружающей среды. Керамическая плитка обладает высокой теплопроводностью. Легко поддерживать в чистоте. 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *