«Кафедра Дизайн УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБУЧЕНИЕ (ХУДОЖЕСТВЕННАЯ КЕРАМИКА) Основной образовательной программы по специальности 0070801.65 ...»

Тема 5. Основные свойства тонкокерамических изделий. Шлифовка, полировка, сортировка изделий. Белизна, просвечиваемость, механическая прочность, термостойкость - свойства качественного фарфора, условия его получения.

Назначение полировки и шлифовки, применяемое оборудование. Назначение сортировки, методы определения брака. (4 ч.) Тема 6. Архитектурно - строительная и садово-парковая керамика.

Классификация по применению, способам изготовления, свойствам. Краткая характеристика основных видов архитектурно - художественной керамики. (6 ч.) Архитектурно - строительная и садово-парковая керамика. К этой группе относятся изделия, применяемые для облицовки фасадов, внутренних стен и полов зданий (лицевой кирпич, плитки, профильные детали, декоративные панно и др.), садовопарковую керамику (крупные вазы, скульптура, барельефы, фонтаны и др.). К качеству архитектурно-художественной керамики предъявляются высокие требования, определяющие ее долговечность (механическая прочность, морозостойкость, стойкость к истиранию и т.д.).

Начало производства строительной керамики, так же как и изготовление керамических изделий бытового назначения, уходит в глубь веков. Сначала научились использовать для строительства жилищ кирпич из необожжённой глины (сырец) и в настоящее время ещё находят применение кирпичи из самана – смеси глины и мелконарезанной соломы Но уже за три тысячи лет до нашей эры в Египте и Мессопотамии люди научились обжигать кирпич. Для отделки Египетских пирамид уже применялись изразцы. В Древней Греции при постройке культовых сооружений (храмы Посейдона, Парфенон и др. – 5 в. до н.э.) широко использовались кирпич, черепица, глазурованная керамика. В Древнем Риме при стоительстве Колизея (І в. до н.э.) и Пантеона (II в. н.э.) применялся кирпич.

На территории нашей страны производство строительной керамики было широко развито уже в X в.; так, при сооружении Десятинной церкви, Софийского собора и Золотых ворот в Киеве применялся обожженный кирпич – «плинфа», размером 340·270· мм.

В Новгороде начали применять кирпич в XI веке. В Москве строительство кирпичных зданий (церквей, башен) началось с середины XIV в., а в XV в. кирпич уже широко применялся для строительства жилых домов.

При постройке храма Василия Блаженного (середина XIV в.) использовался обыкновенный и цветной кирпич, черепица. В это же время началось производство и глазурованных изразцов; состав белой оловянной эмали в России был получен раньше, чем в других европейских странах.

В XVIII–XIX вв. в России были организованы многочисленные предприятия, выпускавшие простой и облицовочный кирпич, черепицу, изразцы, садовые вазы, плитки для полов, облицовочные плитки. Однако это производство носило полукустарный характер и основывалось на тяжёлом ручном труде.

В настоящее время в стране действует индустрия строительной керамики, включающая заводы по производству кирпича, фасадной облицовочной керамики, плитки для полов, санитарно-технических изделий, глазурованных плиток и др.

Художественные керамические изделия в современной архитектуре применяются очень широко – это панно, вставки, рельефы, скульптура, объёмные композиции, решётки, перегородки, вазы, фонтаны, камины и др.

В современном производстве архитектурной керамики можно выделить два направления: массовое производство изделий и изготовление единичных и малосерийных изделий, часто в авторском исполненииМассовое производство архитектурной керамики основывается на использовании современной технологии и высокопроизводительного оборудования, в значительной части автоматизированного. Роль дизайнера в таком производстве ограничивается разработкой эталона изделия или какой-либо детали. При изготовлении единичных или малосерийных изделий автор-дизайнер является и исполнителем Материалы, применяемые в архитектурно-художественной керамике.

Материалом для изготовления архитектурно-художественной керамики могут служить все виды керамических масс, но чаще всего применяются терракотовые, майоликовые и шамотные массы.

Терракота – это изделия, изготовленные из цветной железистой глины без покрытия глазурью. Иногда поверхность терракотовых изделий пропитывается растворами солей металлов или расписывается обычными или флюсными ангобами.

После обжига терракота должна иметь водопоглащение не более 8–10%. Крупные терракотовые изделия изготовляют из двух масс: для основного слоя изготовляется масса с добавлением шамота, для лицевого слоя – обычная терракотовая. Этим достигается снижение воздушной и огневой усадки, которая при больших размерах изделий бывает очень значительной.

Майолика находит широкое применение в архитектуре, при этом используются все известные приемы и способы декорирования – ангобы, глазури, эмали, роспись подглазурными красками и растворами солей, задымление и др. Для архитектурной майолики, которую используют в интерьерах зданий, не существует каких-либо ограничений по составу и свойствам масс и глазурей, но фасадная облицовочная майолика (вазы, скульптуры, фонтаны) естественно должна быть морозостойкой и прочной.

Изделия из шамотных масс обладают красивой зернистой фактурой, которая создается путем ввода в массы шамота разной степени дробления. Поверхность шамотных изделий неровная, поэтому глазури не образуют ровного слоя.

Объемно-скульптурная декоративная керамика – вазы, сосуды, скульптура, объемные конструкции, светильники – изготовляется из шамотных масс и декорируется самыми разнообразными приемами – росписью, солями, глазурями.

Широко используются при оформлении интерьеров декоративные тарелки, блюда.

Крупные блюда диаметром более метра изготовляют составными. Всегда интересно сочетание керамики с другими материалами – камнем, металлом, деревом, бетоном. Особо следует отметить использование керамики в застройке малых архитектурных форм:

парапетов, дорожек, подпорных стенок, фонтанов, скамеек, обрамлений тротуаров Тема 7. Фасадные облицовочные материалы. Фасадные облицовочные плитки, лицевой кирпич. Виды, применяемые керамические массы, способы формования. ( ч.) Архитектурно-строительная керамика стала неотъемлемой частью жилищного строительства. Она применяется в разнообразных строительных конструкциях: для кладки стен, облицовки и декорирования наружных и внутренних частей здания, возведения перекрытий, для кровли, для садово-парковых украшений. Используется в специальной санитарно-технической керамике, идущей для устройства ванн, умывальных столов и т. п.

По своим архитектурным достоинствам и по долговечности керамика превосходит многие другие материалы. Декоративна и практична так называемая садово-парковая керамика, к сожалению еще мало внедряемая в наши сады и парки.

Кирпич и камни (лицевые). Фасадные материалы разделяются на мелкоштучные и крупноразмерные изделия. К первым относят изделия, по размерам соответствующие обыкновенному строительному кирпичу (250х12065 мм), хотя они могут иметь различную форму и фактуру поверхности. Ко второму виду относят блоки, плиты и камни, имеющие кратные размеры по отношению к кирпичу, что дает возможность увязывать их с обычной кирпичной кладкой. Рядовой лицевой кирпич может быть как гладким с прямоугольными гранями, так и профильным (фасонным); последний используется для выкладки архитектурных деталей, карнизов, дверных проемов и т. п.

Как рядовой, так и профильный кирпич делают сплошным и пустотелым.

Последний называют иногда эффективным; он имеет пустоты, щели, дыры:

горизонтальные и вертикальные. Кроме стандартных пустотелых камней, изготавливают камни специального назначения: для сооружения оград, перегородок и др.

Лицевые кирпичи и камни используют не только для кладки наружных стен, но и для блоков и так называемых виброкирпичных панелей. Путем различного расположения даже обыкновенного кирпича, например выдвигания и утапливания их в кладке плоскости стены, а также посредством различных способов перевязки и разных швов кладки можно достигнуть декоративного оформления фасада здания. Швы кирпичной кладки имеют не только конструктивное, но и декоративное значение, особенно окрашенные швы.

Используя светотени, можно придать стенам известную величественность.

Фасадные плиты. Элементы облицовки должны быть всегда кратны модулю кладки стен, иметь хорошие пропорции и давать возможность варьировать ими при надежном закреплении их в кладке. Одно время широко применялись для наружной облицовки плиты МП и МК светлых тонов. Практика изготовления и применения закладных плит МК показала их некоторую нетехнологичность и конструктивную недостаточность, поэтому в настоящее время их заменили иными типами.

Малогабаритные фасадные плитки. В крупнопанельном строительстве облицовка панелей плитками (24065x10 мм) осуществляется на домостроительных комбинатах. На тыльную сторону плиток, уложенных в поддон металлической формы, укладывают арматуру, затем бетон, а после пропаривают. Плитки значительно меньшего размера (4848x4 мм) относят к так называемой ковровой керамике. Они также идут для облицовки панелей, но поставляются наклеенными на бумажную основу в виде «ковров»

размером от 500х600 до 600800 мм. Эти плитки отличаются от мозаичных плиток, применяемых для внутренней облицовки стен тем, что они более морозоустойчивы и механически прочны.

Тема 8. Материалы для внутренней облицовки. Облицовочные плитки для стен и полов. (4 ч.) Коврово-узорчатые и мозаичные плитки.

Плитки для полов отличаются от фаянсовых (облицовочных стеновых) тем, что они обладают каменным малопористым черепком с водопоглощением в основном не выше 4%, не глазуруются и лишь при необходимости масса их прокрашивается. В зависимости от метода приготовления масс они могут состоять из единой глинистой смеси, или быть наслоенными, когда на основную массу напрессовывают более тонкий, целиком окрашенный или рисунчатый поверхностный слой толщиной 3—5 мм. Такие плитки применяют не только для настила полов, например, в банях, эксплуатирующихся в весьма трудных влажных условиях, но и в вестибюлях клубов и театров, когда одновременно решаются задачи декоративного и архитектурного значения.

Плитки выпускаются следующих геометрических форм: квадратные, прямоугольные, шестигранные, пятигранные, половинки шестигранных и др., а кроме того, — плинтусные плитки для обрамления пола: прямые угловые. В зависимости от площади каждой плитки ее толщина находится в пределах 10—13 мм. В последнее время стали выпускать и более тонкие плитки — толщиной 8 мм. Распространенные размеры основных форм плиток по длине и по ширине: 100 или 150 мм. Отечественная промышленность выпускает половые плитки 15 типов. Лицевая поверхность плиток не всегда гладкая; она может иметь тисненый рельеф. Это делается не столько для декорирования, сколько из соображений специфики назначения плиток, чтобы уменьшить скольжение. Изготовляют квадратные плитки для лестниц размером 170 X 170 мм, толщиной 23 мм. Для уменьшения опасности скольжения, помимо ребристых и бугристых плиток, добавляя в массу карборунд, получают «шершавые» плитки.

Плитки могут быть одноцветными и многоцветными (коврово-узорчатыми) с рисунком и без него. Изготавливают также малые мозаичные плитки, из которых тут же составляют орнаментированные карты (плитки, наклеенные на крафт-оберточную бумагу), позволяющие осуществлять коврово-мозаичный настил. Размеры квадратных мозаичных плиток — от 23 до 48 мм, толщина 6—8 мм. Изготовляют небольшие плиточки для так называемой малой мозаики; это камешки размером 10X10 мм.

применяемые для украшения ниш, зимних садов, для выстилки бассейнов, для изображения геральдических знаков и пр. Мозаичные камешки изготовляют не только из каменного товара, но и из фарфора с матовой или блестящей поверхностью. Последние делают четырехугольными (18 X 18 мм и больше), шестиугольными (25х29 мм и больше), с круглым разрезом (35 X 35 и больше), со звездчатым контуром (40 X 35 мм). Они также наклеиваются как готовый орнамент на карты самим заводом-изготовителем, и их остается лишь прикрепить к декорируемой поверхности.

Часто для художественной керамической мозаики требуются мелкие плиточки разнообразной формы. Для этого заготовляют пластинки толщиной 6 мм, длиной 140— 150 мм и шириной 8—20 мм. Затем их посредством молотка и зубила раскаливают на небольшой наковальне. Если пластинки глазурованы, то при этом глазурь частично откалывается, в результате чего возникают дефекты на мозаичной поверхности. Поэтому для высокохудожественных работ пользуются пластинками, отдельно глазурованными.

Для изготовления каменных плиток (метлахских) применяют тугоплавкие и огнеупорные глины с высоким содержанием глинозема, доходящим до 33% в прокаленном материале. Необходимым качеством таких глин является большой интервал между температурой спекания и температурой начала деформации. Известная огнеупорная часовъярская глина имеет большой интервал: спекание — деформация, а, например, кембрийская (ленинградская) — малый. Каким бы методом не приготовлялась масса (пластическим, шликерным), для плиток во всех случах надо перейти к полусухой порошковой массе с влажностью 7—9% (пресспорошок), так как она будет формоваться на прессах высокого давления (кроме облицовочных малых плиток, изготовляемых литьем). При использовании таких глин, как никифоровская, дружковская и других однородных, имеющих достаточно большой интервал спекания, — пригоден способ полусухой подготовки. Он прост и предусматривает лишь дробление глины, помол и просеивание.

При использовании нескольких глин, а также при вводе большого количества отощающих и камневидных материалов целесообразно применить шликерный способ, обеспечивающий хорошее смешение распущенных глин измельченными в шаровых мельницах камневидными материалами с большим количеством воды (55—65%). Эту смесь (суспензию) обезвоживают на фильтрпрессах до влажности 22—24%, а затем с помощью ленточного пресса получают так называемые валюшки, которые подсушивают и дробят. Можно также сразу резать массу (коржи) на коржерезке, а затем их сушить.

Каменные плитки прессуют из пресспорошка на гидравлических, фрикционных и других прессах под давлением 250—300 кГ/см 2 и выше.

Коврово-узорчатые большие плитки изготовляют с помощью форм, в которые вставляют ячейковые шаблоны, заполняемые различно прокрашенными массами. Малые мозаичные плитки прессуют в многоместной форме, число мест в которой в зависимости от пресса и размера плиток доходит до тридцати пяти. Наиболее эффективна сушка плиток, уложенных стопками по 20—35 шт., на этажерках печных вагонеток, на которых они направляются в обжиг без перекладки, с влажностью 2%. Обжиг плиток производят при температуре 1100—1200°С в туннельных и газокамерных печах.

Плитки в основном обжигают в капселях. Мозаичные плитки можно сбжигать в капселях в периодически действующих печах (см. рис. 164, б и в). После обжига их наклеивают в соответствии с заказанным рисунком на плотную бумагу размером 0,4х0, м. Изложить методы и приемы изготовления всех видов архитектурно-строительной керамики в сравнительно кратком пособии не представляется возможным. Область применения керамики с каждым годом расширяется. Появляются новые ее виды;

например, керамисты работают над технологией изготовления керамических радиаторов для отопления помещений и др. На некоторых заводах освоили механизированный способ литья плиток небольшого размера, что позволило расширить их производство. Будущее архитектурно-строительной керамики представляется очень широким, поэтому студентукерамисту надо быть готовым к ее освоению и умелому применению.

Тема 9. Применяемые в производстве керамические материалы, способы формования и монтажа. (6 ч.) Классификация архитектурно-строительных материалов по назначению и способу формования.

По назначению: стеновые изделия – кирпич, керамические камни и панели из них.

- фасадные изделия – лицевой кирпич, различного рода плитки, архитектурнохудожественные детали, напорные панно.

- изделия для внутренней облицовки стен – глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски).

- изделия для перекрытии (балки, панели, специальные камни).

- кровельные изделия (черепица).

- санитарно-строительные изделия – умывальные столы, унитазы, ванны.

- дорожные изделия – клинкерный кирпич.

- изделия для подземных коммуникаций – канализационные и дренажные трубы.

- теплоизоляционные изделия (керамзитокерамические панели, ячеистая керамика, диатомитовые и шамотные легковесные изделия).

- заполнители для бетонов (керамзит, аглопорит).

По назначению керамический кирпич подразделяется на: строительный (рядовой), облицовочный и специальный. Строительныйслужит для возведения несущих стен и перегородок, которые впоследствии облицовываются, штукатурятся, окрашиваются.

Поскольку такой кирпич скрыт за декоративным слоем, требования ГОСТа к его внешнему виду минимальные: лицевая поверхность может быть грубой, шершавой, не иметь однородного цвета, допустимы криволинейность, отколы до 10 мм (не более трех на изделие).

Важно, чтобы несущая способность кирпича была достаточной. Для лучшего сцепления с кладочным раствором боковые грани кирпича могут быть рифлеными. Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин. На одном кирпиче допускается не свыше двух отбитостей ребер и углов размером по длине ребра не более 15 мм. На отдельных кирпичах может быть допущена одна сквозная трещина протяженностью не более 30 мм по ширине кирпича. Кирпич должен быть нормально обожжен, кирпич недожженный и пережженный - брак. После обжига кирпич должен соответствовать цвету эталона нормально обожженного кирпича. Не допускается известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича.

Облицовочные изделия. Керамические изделия, применяемые для облицовки зданий, делятся на две группы — для облицовки фасадов зданий и для внутренней облицовки помещений. Основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий являются лицевые кирпич, камни, плиты и плитки. Кирпич и камни делают сплошными и пустотелыми. Плиты в зависимости от конструкции, способов изготовления и крепления подразделяют на закладные, устанавливаемые одновременно с кладкой стен, и устанавливаемые на растворе после возведения и осадки стен. Фасадные плиты изготовляют различной формы: плоские — для облицовки плоскости стен, угловые — для облицовки наружных углов, откосов и проемов и перемычные — для облицовки перемычек над оконными и дверными проемами. Плитки фасадные малогабаритные выпускают с наружной гладкой и фактурной поверхностью, а на тыльной стороне делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором.

Керамические материалы для внутренней облицовки помещений не подвергаются действию отрицательных температур и резких перемен погоды, поэтому они не должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам для внешней облицовки зданий.

Однако точность размеров, правильность формы и одинаковая окраска приобретают особо важное значение. Вследствие этого для материалов внутренней облицовки поставлены более жесткие требования по внешнему виду, чем к материалам для наружных работ.

Для внутренней облицовки помещений применяют в основном керамические плитки различной формы и толщины. Керамическими плитками для полов настилают полы в вестибюлях общественных зданий, банях, прачечных, санитарных узлах, лечебных помещениях и на предприятиях химической промышленности. Эти плитки практически водонепроницаемы, т. е. надежно защищают несущие конструкции перекрытий от увлажнения, стойко сопротивляются истирающим воздействиям, не дают пыли, легко моются, не впитывают жидкостей и хорошо противостоят действию кислот и щелочей.

Специальные кирпич Санитарно-технические изделия должны обладать высокой механической прочностью и теплостойкостью. Для их изготовления необходимо высококачественное сырье, строгое соответствие массы установленной рецептуре и точное соблюдение технологического режима производства. К санитарно-техническим изделиям относится оборудование санитарных узлов и кухонь жилых, общественных и промышленных зданий. Ассортимент изделий этой группы весьма разнообразен — ванны, умывальники, унитазы, радиаторы и др.

Изделия должны иметь правильную форму, без прогибов, искривлений и трещин, равномерный покров блестящей глазури (белой или цветной), устойчивой против образования мелких трещин (цека); при простукивании изделия должны издавать чистый (не дребезжащий) звук, указывающий на обжиг их до соответствующей температуры и отсутствие трещин. Канализационные трубы, изготовляемые диаметром от 150 до 600 м,м, имеют плотный спекшийся черепок. Они покрываются глазурью изнутри и снаружи и отличаются большой устойчивостью к действию агрессивных вод и блуждающих электрических токов.

По способу изготовления различают кирпичи пластического формования или полусухого прессования.

По степени пластичности выбирают способ изготовления:

Высокопластичные с числом пластичности более 25;

Средней пластичности – 15-25;

Умереннопластичные – 7-15;

Малопластичные – до 7;

Непластичные – неспособное при затворении водой давать пластичное тесто.

Способы различают по количеству влаги, содержащейся в формовочной массе.

Кирпичи, изготовленные методом пластического формования, могут быть полнотелыми и пустотелыми.

Первый этап при изготовлении керамических кирпичей — это подготовка сырья.

Применение метода пластического формования предусматривает приготовление глиняной массы с содержанием влаги до 20 процентов. Куски глины тщательно измельчаются до размеров 100-150 мм, а затем при помощи вальцов происходит последовательное дальнейшее измельчение глиняной массы (до размеров 1 мм) и удаление мелких каменных вкраплений.

Затем в смесителе с фильтрующей решеткой глиняная масса увлажняется и тщательно перемешивается. Количество влаги доводится до 18-25%. В смесителе к глине примешиваются необходимые добавки. И в завершение первого этапа прессами формуется брус, заготовка будущих кирпичей.

На втором этапе отформованный брус разрезается на отдельные изделия, так называемый кирпич сырец. Обжигать сразу кирпич сырец нельзя, так как на данном этапе он имеет очень высокое содержание влаги и при обжиге просто потрескается. Поэтому кирпичи сначала сушат, процесс сушки является обязательным. В это время влага, содержащаяся в изделиях, перемещается из внутренних областей к поверхности, вступает в соприкосновение с теплым воздухом и испаряется. В результате испарения воды освобождается место между частицами глины. Происходит уменьшение объема изделий или усадка. Температура сушки и обжига, а также темп роста температуры, играют важную роль в процессе изготовления кирпичей. Влага начинает испаряться при нагреве изделия в диапазоне температур 0-150°C.

Когда температура нагрева достигает 70°C, давление водяных паров может достичь критических значений, что в свою очередь приведет к возникновению трещин.

Рекомендуемый темп роста температуры 50-80°C в час. При этом скорость испарения влаги с поверхности, не будет опережать скорость парообразования внутри изделия.

После завершения сушки кирпичи отправляются на обжиг в специальные печи.

Завершающая стадия в процессе изготовления кирпичей методом пластического формования – обжиг. Кирпич сырец отправляется в печь, все еще имея небольшое количество влаги, примерно 8-12%. Поэтому в начале обжига происходит досушивание кирпичей. Затем при температурах 550-800°C начинается дегидратация глинистых минералов.

Кристаллическая решетка минералов распадается, в результате теряется пластичность глины, происходит усадка изделия. В диапазоне температур 200-800°C выделяются летучие органические примеси глины и добавки. При этом темп роста температуры обжига достигает значений в 300-350°C в час. Далее некоторое время температуру выдерживают до полного выгорания углерода. Дальнейшее повышение температуры, более 800°C, приводит к структурному изменению изделия. На этом этапе темп увеличения температуры составляет 100-150°C в час — полнотелые кирпичи и 200-220°C в час — пустотелые. После того как достигнута максимальная температура обжига, происходит выдерживание температуры, для равномерного прогрева всего изделия. Затем начинают снижать температуру обжига на 100C. При этом кирпичи еще более усаживаются и деформируются. По достижении температуры ниже 800°C темпы охлаждения достигают значений в 250-300°C в час. Время на обжиг партии изделий при таких условиях составляет примерно 6-8 часов. После обжига структура изделия полностью меняется. Теперь это камневидный предмет, водостойкий, прочный, устойчивый к перепадам температур.

При полусухом прессовании - В отличие от метода пластического формования, при изготовлении кирпича способом полусухого прессования, количество влаги в сформованной массе не превышает 8%, что дает возможность пропустить фазу сушки и сразу перейти к обжигу кирпича. Рассмотрим основные этапы изготовления кирпичей методом полусухого прессования.

Первый этап — приготовление пресс-порошка. Пресс-порошок — это дисперсная, глинистая система с низким содержанием влаги. Такой массе не свойственна связанность, что обуславливает ее сыпучесть — скорость стечения через определенное отверстие под действием собственной массы. Для того, чтобы получить максимально уплотненный порошок при минимальном давлении (прессуемость порошка), он должен иметь определенный зерновой состав (гранулометрический) и влажность. В результате приготовления порошка масса должна иметь однородную пофракционную влажность и минимальное содержание пылевидной фракции.

Сушильно-помольный способ предусматривает дробление, сушку, помол, просев и увлажнение глиняной массы. Для дробления используют валковые дробилки. Затем глину перемалывают стержневыми мельницами. После этого она поступает в сушильный барабан.

Входящая температура газов в сушильных барабанах должна быть в пределах 600-800°C.

Если температура будет ниже, это приведет к увеличению однородности пофракционной влажности, при этом снизиться производительность барабана. Повышение показателя теплового состояния повлечет за собой дегидратацию мелкой фракции глины и уменьшит срок службы входной секции сушильного барабана. Температура выходящих газов находится в диапазоне 110-120°C. Ее увеличение будет означать пересушку глины. Необходимо отметить, сушат глину прямотоком. При осуществлении данного процесса глина перегреется, произойдет частичная дегидратация и, как следствие, потеря пластических свойств. В результате сушки получается масса с влажностью 9-11% и температурой 60-80°С. После сушки глина поступает в стержневой смеситель на помол. Перед этим ее просеивают для отделения крупных зерен и каменистых включений, что предотвращает преждевременный износ стержней смесителя. Не всегда после помола достигается необходимая влажность порошка. Поэтому сушат и перемалывают глину при пониженной влажности. Затем содержание влаги увеличивают паром или распылением воды. Для того, чтобы порошок не переувлажнялся, вода распыляется, а масса его тщательно перемешивается. Увлажнение паром позволяет улучшить качество кирпича.

После этого порошок подвергают вылеживанию в бункерах для выравнивания влажности. Второй этап — это прессование. При прессовании керамический порошок проходит несколько стадий. Сначала происходит уплотнение — сближение частиц вещества друг к другу, при этом часть воздуха удаляется.

На второй стадии увеличивается поверхность контакта частиц друг с другом путем пластической деформации. При этом на поверхность такой частицы выдавливается влага. Все это приводит к усилению сцепления между частицами вещества.

На третьей стадии в результате уплотнения частицы подвергаются упругой деформации.

И последняя стадия прессования происходит при очень высоком давлении и вызывает хрупкое разрушение частиц порошка.

И, наконец, заключительный этап производства – обжиг. Необходимо отметить, что в сырце при полусухом прессовании коллоидная фракция действует внутри частиц вещества.

Поэтому она не цементирует частицы, а агрегирует зерна минералов в глинистую частицу.

Как следствие этого, жидкая фаза при обжиге развивается внутри глиняных агрегатов, а на их поверхности образуется малое количество жидкой фазы. Сцепление частиц при этом носит характер контактного спекания. Изделия, изготовленные методом полусухого прессования, имеют низкое сопротивление на изгиб, обладают повышенной водопроницаемостью, низкой морозоустойчивостью. При таком производстве кирпича требуется более высокая температура обжига. Надо учитывать большие потери на брак (10-20%), хотя качество внешнего вида кирпича очень высокое.

5 курс 10 семестр (32 часа) Тема 1. Особенности производства архитектурно - строительной керамики.

Исходные материалы, особенности подготовки сырья. (6 ч.) Архитектурно-строительную керамику (керамическую черепицу, плитку и др.) применяют в качестве кровельного или облицовочного материала в индивидуальном жилищном строительстве. По сравнению с другими видами материалов она имеет следующие преимущества: огнестойка, долговечна и расходы по уходу за ней незначительны. Кроме того, запасы дешёвого сырья (глины) для её изготовления практически неограничены.

Керамическая черепица различных видов относится к традиционным кровельным материалам и находит применение в строительстве многих стран Западной Европы.

Выпускаемая за рубежом керамическая черепица характеризуется высокой прочностью, огне-и морозостойкостью, водонепроницаемостью, цветостойкостью.

Изделия отличаются высоким качеством и могут применяться в различных климатических условиях. Срок службы черепицы – 40 – 50 лет и более. Черепица производится различной конфигурации, а также различных цветов. Получила распространение глазурованная черепица и черепица с покрытиями других видов.

Керамическую черепицу применяют при устройстве покрытий, выдерживающих нагрузку более 1,465 Н/см2. в зависимости от типа черепицы рекомендуются различные способы её укладки и крепления.

К недостаткам керамической черепицы можно отнести высокую энергоёмкость её производства, а также трудоёмкость устройства черепичных кровель. Однако высокая долговечность черепицы и небольшие эксплуатационные расходы обусловливают её конкурентноспособность по сравнению с другими кровельными материалами.

Таким образом, керамическая черепица, сочетая в себе надёжность, долговечность и хорошие декоративные качества остаётся востребованным на рынке кровельным материалом, особенно для малоэтажного частного строительства.

В настоящее время и зарубежной промышленностью керамическая черепица выпускается в широком ассортименте на современных высокопроизводительных заводах, оснащённых автоматизированным оборудованием. Введение в эксплуатацию новых заводов с эффективным оборудованием позволило снизить стоимость керамической черепицы и приблизить её к стоимости цементно-песчаной черепицы.

Ассортимент выпускаемой керамической черепицы включает плосковолновую, сдвоенную, сдвоенную чешуйчатую, ленточную пазовую, марсельскую пазовую, марсельскую глазурованную, желобчатую и другую черепицу.

В 1990-е годы за рубежом стало развиваться производство крупноразмерной керамической черепицы, применение которой даёт возможность заметно снизить трудоёмкость её укладки.

Широкий ассортимент керамической черепицы выпускается фирмами Германии, Франции, Италии. Многие заводы оснащены самой передовой техникой: вакуумпрессами, тоннельными печами, управляемыми ЭВМ, сушильными установками, автоматизированным оборудованием по доставке и укладке изделий.

Помимо черепицы перечисленных видов зарубежной промышленностью выпускаются разнообразные специальные керамические элементы, предназначенные для устройства черепичных кровель. Применение таких элементов повышает долговечность черепичных кровель и снижает эксплуатационные расходы. Производится коньковый элемент, состоящий из металлической плоской части с двумя рядами отверстий, обеспечивающей вентиляцию кровли, и керамической верхней части, защищающей нижнюю часть от дождевой и талой воды. Керамический элемент с вентиляционным отверстием предназначен для устройства вентиляции кровель, керамические карнизные элементы – для защиты стен от атмосферных воздействий, а также для стока дождевой и талой воды.

В России и странах СНГ керамическая черепица выпускается рядом предприятий, однако объём её производства относительно невелик.

Выпускаются следующие виды керамической черепицы: пазовая штампованная, пазовая ленточная, плоская ленточная, волнистая ленточная, S-образная ленточная, коньковая и коньковая желобчатая.

В зависимости от назначения черепица может быть: рядовая – для покрытия скатов кровли; коньковая – для покрытия коньков и рёбер; разжелобочная – для покрытия разжелобов; концевая – для замыкания рядов, специального назначения.

АО ВНИИстром им. П.П. Будникова разработана технология производства керамической черепицы методом полусухого прессования. В соответствии с предложенным методом для изготовления черепицы может применяться разнообразное сырьё: малопластичные глины, суглинки, аргиллитовые породы, глинистые сланцы, отходы углеобогащения, лессовидные суглинки.

Применение специальной обработки поверхности черепицы даёт возможность уменьшить её водопоглощение. Предложенная конструкция ленточной черепицы позволяет увеличить кроющую способность изделий, уменьшить расход сырья, снизить массу кровли. Черепица характеризуется улучшенными декоративными качествами, а также повышенной биостойкостью.

Керамическая черепица применяется в качестве кровельного материала уже несколько столетий. Однако и в настоящее время производство этой продукции остаётся актуальным. Несмотря на большой ассортимент кровельных материалов, керамическая черепица занимает определённую нишу на рынке и остаётся востребованной.

Перспективным направлением является модернизация традиционной технологии производства, применение автоматизированных установок, разработка продукции, удобной для укладки при устройстве кровель.

Исходные материалы для производства Керамическая черепица и облицовочная плитка изготовляется из легкоплавких пластичных глин, в качестве добавок могут использоваться различные виды песка.

Черепица отличается разнообразием цветовой гаммы. Например, при отсутствии химических добавок изделия имеют естественный терракотовый цвет. Медно-красные и тёмно-серые тона создаются при нанесении покрытий из специальных составов на поверхность высушенных черепиц перед обжигом.

Основным материалом для производства керамической черепицы является глинистое сырьё, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками – отощающими, породообразующими, плавнями, пластификаторами и др.

Глинистое сырьё (глины и каолины) – продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Глинистые минеральные частицы диаметром 0,005 мм и менее обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня.

Помимо глинистых частиц в составе сырья имеется определённое содержание пылевидных частиц с размерами зёрен 0,005 – 0,16 мм и песчаных частиц с размерами зёрен 0,16 – 2 мм.

Глинистые частицы имеют пластинчатую форму, между которыми при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывая набухание частиц и способность их к скольжению, относительно друг друга без потери связности. Поэтому глина, смешанная с водой, даёт легко формуемую пластичную массу. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается по объёму. Этот процесс называется воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин. В зависимости от этого глины подразделяются на высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные и непластичные. Высокопластичные глины имеют в своём составе до 80 – 90% глинистых частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28%, воздушную усадку 10 – 15%.

Средне- и умереннопластичные глины имеют в своём составе 30 – 60% глинистых частиц, число пластичности 15 – 25, водопотребность 20 – 28% и воздушную усадку 7 – 10%. Малопластичные глины имеют в своём составе от 5 до 30% глинистых частиц, водопотребность менее 20%, число пластичности 7 – 15 и воздушную усадку 5 – 7%.

Непластичные глины не образуют пластичное удобоформуемое тесто.

Глины с содержанием глинистых частиц более 60% называют «жирными», отличаются высокой усадкой, для снижения которой в глины добавляют «отощающие»

добавки. Глины с содержанием глинистых частиц менее 10 – 15% - «тощие» глины, в них при производстве изделий вводят тонкодисперсные добавки, например, бентонитовую глину.

Гранулометрический состав глин тесно связан с минералогическим составом.

Песчаные и пылевидные фракции представлены главным образом в виде остатков первичных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.). Глинистые частицы в большинстве своём состоят из вторичных минералов: каолинита Al2O3·2SiO2·2H2O, монтмориллонита Al2O3·4SiO2·4H2O, гидрослюдистых и их смесей в различных сочетания.

Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются тугоплавкостью, малопластичны и малочувствительны к сушке.

Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно набухают, чувствительны к сушке и обжигу с проявлением искривлений изделий и растрескивания.

Высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита называют бентонитами. Содержание в них частиц размером менее 0,001 мм достигает 85 – 90%. Образцы с преобладанием в глинистой части гидрослюдистых минералов характеризуются помежуточными показателями пластичности, усадки и чувствительности к сушке.

Химический состав глин выражается содержанием и соотношение различных оксидов. В керамическом сырье содержание важнейших оксидов колеблется в широких пределах: SiO2 – 40-80%, Al2O3 – 8-50%, Fe2O3 – 0-15%, CaO – 0.5-25%, MgO – 0-4%. С увеличением содержания Al2O3 повышается пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания SiO2 – пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожжённых изделий. Присутствие оксидов железа снижает огнеупорность глин, тонкодисперсного известняка – придаёт светлую окраску и понижает огнеупорность глин, а камневидные включения его являются причинами появления «дутиков» и трещин в керамичеких изделиях. Оксиды щелочных металлов (Na2O, K2O) являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности. Наличие в глинистом сырье растворимых солей сульфатов и хлоридов натрия, кальция, магния и железа вызывает появление белых выцветов на поверхности изделий.

В настоящее время природные глины в чистом виде редко являются кондиционным сырьём для производства керамических изделий. В связи с этим их применяют с введением добавок различного назначения.

Отощающие добавки – вводят в пластичные глины для уменьшения осадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.

Порообразующие добавки – вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий. К ним относятся древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль. Эти добавки являются одновременно и отощающими.

Плавни – вводят с целью снижения температуры обжига керамических изделий. К ним относятся полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник, пегматит, стеклобой, перлит.

Пластифицирующие добавки вводят с целью повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. К ним относятся высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества.

Специальные добавки – для повышения кислотостойкости керамических изделий в сырьевые смеси добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом; для получения некоторых видов цветной керамики в сырьевую смесь добавляют оксиды металлов (железа, кобальта, хрома, титана и др.).

К керамической черепице предъявляются следующие требования: черепица должна быть правильной формы с гладкими поверхностями и ровными краями, без отбитостей, трещин и известковых включений. Допускаются искривления поверхности и рёбер черепицы не более чем на 3 мм; отбитие или смятие шипов допускается не более 1/ высоты шипа; отклонения линейных размеров по длине должны составлять не более чем мм, по ширине – не более 3 мм. Исключение составляет пазовая штампованная черепица.

Цвет черепицы должен быть однотонным, а структура черепицы в изломе однорядной.

Технологическая схема производства керамической черепицы жёстким способом:

Глину для производства керамической черепицы добывают в карьерах, расположенных обычно в непосредственной близости от завода. Глины обычно залегают на небольшой глубине при мощности вскрыши 0,5 – 1,0 м. Мощность полезной толщины месторождений колеблется от одного до десятков метров. Добычу глин осуществляют открытым способом различными экскаваторами: одно- и многоковшовыми, роторными и реже скреперами. Методы добычи и оборудование для разработки месторождений выбирают в зависимости от мощности глиняного пласта, характера его залегания и других факторов. Транспортируют глину из карьера на завод рельсовым транспортом в опрокидных вагонетках.

Для бесперебойной работы производства на заводе керамической черепицы должен быть определённый запас сырья. С этой целью на заводах создают склады для промежуточного запаса сырья. Добыча глины зимой, а также предохранение её от смерзания при транспортировании сильно усложняют производство, поэтому стремятся осуществить добычу в тёплое время года и создавать запасы глины на складах завода для работы зимой.

Добытая в карьере и доставленная на завод глина в естественном состоянии обычно непригодна для формования изделий и нужно разрушить природную структуру глины, удалить из неё вредные примеси, измельчить крупные включения, смешать глину с добавками, а также увлажнить её, чтобы получить удобоформуемую массу.

Глина подвергается последовательно грубому дроблению и тонкому измельчению.

Первичное дробление глины осуществляют в глинорыхлителе, который представляет собой самоходную тележку, совершающую возвратно-поступательное движение над ящичным подавателем. Рабочим органом глинорыхлителя является вращающийся вал с насаженными на него фрезами. Дробление глины до кусков размером 10 – 15 мм осуществляют в дробилках. Вязкие пластичные глины дробят на гладких дифференциальных вальцах грубого помола.

Измельчённые глину и отощающие добавки дозируют для предварительного перемешивания в двухвальный смеситель. При необходимости сюда подают также воду или пар.

Формование производится на прессе с вакуумированием и подогревом.

Вакуумирование и подогрев массы при прессовании позволяет улучшить её формовочные свойства, увеличить прочность обожжённого изделия до 2-х раз. В корпусе пресса (рисунок 2) вращается шнек-вал с винтовыми лопастями. Глиняная масса перемещается с помощью шнека к сужающейся переходной головке, уплотняется и выдавливается через мундштук в виде непрерывной ленты под давлением. Меняя мундштук, можно получать глиняный брус различных форм и размеров. Брус, непрерывно выходящий из пресса, разрезает на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическое резательное устройство. Пресс снабжён вакуум-камерой, в которой из глиняной массы частично удаляется воздух.

Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5 – 6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при обжиге.

Применяется искусственная сушка в камерных сушилках периодического действия в течение от нескольких до 72-х часов в зависимости от свойств сырья и влажности сырца.

Сушка производится при начальной температуре теплоносителя – отходящих газов от обжиговых печей или подогретого воздуха – 120 – 1500С.

Обжиг – важнейший и завершающий процесс в производстве. Этот процесс включает в себя три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и регулируемое охлаждение. При нагреве сырца до 1200С удаляется физически связанная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы сохраняются. В температурном интервале от 450оС до 600оС происходит отделение химически связанной воды, разрушение глинистых минералов и глина переходит в аморфное состояние. При этом и при дальнейшем повышении температуры выгорают органические примеси и добавки, а керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства. При 8000С начинается повышение прочности изделий, благодаря протеканию реакций в твёрдой фазе на границах поверхностей частиц компонентов.

В процессе нагрева до 1000оС возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита Al2O3·SiO2, а при нагреве до 1200оС и муллита 3Al2O3·2SiO2. Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава, который обволакивает нерасплавившиеся частицы, стягивает их, приводя к уплотнению и усадке массы в целом (огневой усадке). В зависимости от вида глин она составляет от 2% до 8%. После остывания изделие приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность.

Интервал температур обжига для керамической черепицы лежит в пределах от 11000С до 1300оС.

Обжиг керамической черепицы осуществляется в туннельных печах. Туннельная печь (рисунок 3) представляет собой сквозной канал длиной до 100 м, в котором по рельсам движутся вагонетки с обжигаемыми изделиями. В туннельной печи совершаются операции загрузки, подогрева, обжига, охлаждения, выгрузки.

Высушенную черепицу загружают на вагонетки с подом из огнеупорного кирпича.

Толкатель подаёт загруженную вагонетку в печь, выталкивая при этом с противоположного конца вагонетку с обожжённой и охлаждённой черепицей. Туннельные печи работают на газе или тонкомолотом угле. В этих печах удобно механизировать процессы загрузки и выгрузки продукции, а также автоматизировать процесс обжига и его регулирование.

Наличие стабильных температурных зон и противоточное движение обжигаемого материала навстречу потоку газов позволяет получить в туннельных печах высокие температуры нагрева (до 1700оС), что даёт возможность интенсифицировать процесс спекания. Туннельные печи значительно производительнее и экономичнее кольцевых печей, кроме того, количество брака изделий значительно ниже. Существенным недостатком туннельных печей является быстрый износ вагонеток.

Обожжённые изделия подлежат выбраковке и сортировке. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них различных дефектов.

Тема 2. Пластическое формование, полусухое и сухое прессование, литье как основные способы формования изделий архитектурно - строительной керамики.

Особенности сушки и обжига. (4 ч.) В настоящее время для производства архитектурно-строительной керамики (керамической черепицы, облицовочной плитки и др.) применяются следующие технологии: пластическое формование, метод полусухого прессования, жёсткое формование, шликерный способ.

Способ производства определяется способом приготовления массы и способом формования.

Пластический способ – исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают с добавками воды до получения теста с влажностью от 18 до 28%. Этот способ производства керамических материалов является наиболее простым, наименее металлоёмким и поэтому наиболее распространённым. Он применяется в случаях использования среднепластичных и умереннопластичных, рыхлых и влажных глин с умеренным содержанием посторонних включений, хорошо размокающих и превращающихся в однородную массу.

Полусухой способ производства распространён меньше, чем способ пластического формования. Керамические изделия по этому способу формуют из шихты влажностью 8 – 12% при давлениях 15 – 40 Мпа. Недостаток способа в том, что его металлоёмкость почти в 3 раза выше, чем пластического. Но в то же время он имеет и существенные преимущества. Длительность производственного цикла сокращается почти в 2 раза;

изделия имеют более правильную форму и точные размеры; до 30% сокращается расход топлива; в производстве можно использовать малопластичные тощие глины с большим количеством добавок отходов производства – золы, шлаков и др. Сырьевая масса представляет собой порошок, который должен иметь около 50% частиц менее 1 мм и 50% размером 1 – 3 мм.

Прессование изделий производится в прессформах на одно или несколько отдельных изделий на гидравлических или механических прессах.

Сухой способ производства керамической является разновидностью современного развития полусухого производства изделий. Пресс-порошок при этом способе готовится с влажностью 2 – 6%. При этом устраняется полностью необходимость операции сушки.

Шликерный способ применяется, когда изделия изготавливаются из многокомпонентной массы, состоящей из неоднородных и трудноспекающихся глин и добавок, и когда требуется подготовить массу для изготовления изделий сложной формы методом литья. Отливка изделий производится из массы с содержанием воды до 40%. [25] Жёсткий способ формования является современной разновидностью пластического способа. Влажность формуемой массы при этом способе колеблется от 13% до 18%.

Формование осуществляется на мощных вакуумных шнековых или гидравлических прессах. Вакуум-пресс создаёт давление прессования до 20 МПа. В связи с тем, что жёсткое формование осуществляется при относительно высоких 10 – 20 МПа давлениях, могут быть использованы менее пластичные и с естественной низкой влажностью глины.

При этом способе требуются меньшие энергетические затраты на сушку, а получение изделия-сырца с повышенной прочностью позволяет избежать некоторые операции в технологии производства, обязательные при пластическом способе. Формование при жёстком способе завершается разрезкой непрерывной ленты отформованной массы на отдельные изделия на резательных устройствах.

Тема 3. Технология изготовления архитектурно - художественной керамики.

Технология изготовления настенной и интерьерной пластики. Формование, сушка, обжиг, декорирование. (6 ч.) Мозаика и ее применение. Современные тенденции.

Современные стили в мозаике («детский», этнический, рисунок по вертикали и др.) Керамическая мозаика.

Сфера применения мозаики столь же широка, как и ее эстетические возможности.

Признанной «классикой жанра» считается мозаичная облицовка бассейнов, санузлов, саун и бань. Пожалуй, такая отделка идеально подойдет для влажных помещений – она не только износостойкая, но и легко моется, ремонтируется (заменить поврежденный фрагмент не составляет особого труда). Кроме того, и это также немаловажно, мозаикой можно без проблем облицевать криволинейные поверхности, а нынешние бассейны и ванные порой бывают весьма причудливых форм.

Мозаика — отличное средство для подчеркивания отдельных фрагментов фасада дома, входной группы. Эффектно выглядят и мозаичные полы, украшенные сложным многоцветным узором. Сейчас нередко применяют мозаику и для отделки подоконников, рабочих поверхностей кухонных столов. Мозаичные панно чудесным образом преобразят стену в гостиной, гипсокартонную межкомнатную перегородку. Мозаика помогает сглаживать прямые углы, «искривлять» пространство – для этого узор на полу «выводится» на стены и завершается на потолке. Причем, выкладывая мозаику, можно использовать так называемую цветовую растяжку, постепенно переходя от более темных тонов к светлым.

Удачное использование мозаики позволяет превратить «минусы» вашего интерьера в его «плюсы». К примеру, выступ, который нельзя скрыть, достаточно украсить мозаикой. Прекрасно смотрятся также фризы и колонны, облицованные металлической мозаикой – этот прием часто используют дизайнеры, работающие в стиле хай-тек.

Ведущие производители мозаики разрабатывают дизайн своей продукции по двум направлениям – классика и модерн. Весьма популярны нынче «авторские серии» — мозаичные панно-вариации на темы Пабло Пикассо или Энди Уорхола. Особая тема — концептуальные коллекции от всемирно известных дизайнеров современности.

Безусловно, они олицетворяют собой престиж дома.

Еще одно актуальное и вместе с тем забавное направление в «мозаичном» дизайне – «детский» рисунок, словно выложенный неопытной рукой. Кажется, будто ребенок сначала небрежно набросал контур будущей картины, а затем тщательно его «раскрасил»

с помощью ярких кусочков.

Еще одна модная тенденция – выстраивать рисунок по вертикали. Например, на чистом белом фоне сочные «кислотные» нити. В растительном же орнаменте сейчас преобладает очень тонкий рисунок. Роскошные цветочные композиции и большие панно постепенно уходят в прошлое. Зато остается популярной морская тема – рыбки, дельфины, ракушки.

Все больше поклонников приобретает этнический стиль. Причем тут наиболее востребованы нынче восточные мотивы. И этой моде следуют буквально все.

Царствующий в мебели японский минимализм распространился и на декор стен, где на первый план выходят большие плоскости светло-серых оттенков. Цветовая гамма новых коллекций такой мозаики – ненавязчивые серо-бежевые или серо-голубые тона в сочетании с темно-коричневыми, серо-синими и зелеными акцентами.

Нельзя не вспомнить и про африканскую тему с ее простыми геометрическими формами и четкими цветовыми контрастами, которые на подсознательном уровне рождают ощущение ритма и энергетики дикой природы.

Элементы керамической мозаики похожи на традиционную квадратную плитку, только они меньших размеров — от 1х1 см до 5х5 см. Такая мозаика может быть просто глазурованной, а может быть и со «спецэффектами»: мелкими трещинками на поверхности, разводами, разноцветными вкраплениями. Поверхность, выложенная керамической мозаикой, более рельефна, нежели облицованная мозаикой из стекла. Кроме того, керамику используют как для внутренней отделки помещений, так и для облицовки фасадов зданий.

Технология укладки мозаичных панно Подготовительные работы перед укладкой мозаики.

Материалы для укладки мозаики.

Последовательность укладки мозаичного панно.

Подготовительные работы перед укладкой мозаики.

Самой оптимальной основой для укладки мозаики является основа из цемента или бетона. То есть, поверхность из цемента или бетона лучше всего обеспечивает прилипаемость мозаики при укладке традиционными методами, а именно, на влагостойкую и морозостойкую сухую строительную смесь для укладки керамики.

Подготовленная заранее стяжка на полу или стене должна выстоять, как минимум, 10 суток перед началом укладки на нее мозаики.

Для уменьшения температурного расширения мозаики в момент укладки, рекомендуется хранить подготовленную для укладки мозаику в той же температурной среде (в том же помещении), где она будет укладываться и эксплуатироваться.

Если укладка мозаики производится под открытым небом, то очень важно накрыть те места, в которых непосредственно происходит укладка мозаики, для того чтобы защитить от дождя и солнцепека свежеуложенный материал до стадии первичного высыхания, то есть на сутки. Оптимальной температурой окружающей среды для укладки мозаики считается температура от + 5 до + 25 градусов. При таком температурном режиме не происходит вымерзание и пересыхание укладочных растворов и процесс первичной просушки протекает с оптимальной скоростью, что обеспечивает надежное и качественное сцепление мозаики с основанием. Для достижения хорошего конечного результата все подготовленные заранее поверхности под укладку мозаики должны быть идеально ровными и очищенными от запыления и загрязнителей. На поверхности не должно быть волн и углублений, так как нужно учитывать, что мозаика после укладки, в случае если поверхность неровная, будет дублировать все неровности поверхности, на которую она уложена.

Качественная подготовка поверхности до укладки мозаики позволит впоследствии сэкономить время и клеевой раствор, так как незначительные неровности можно устранять путем увеличения или уменьшения толщины клеевого раствора, естественно, расход клея напрямую зависит от качества предварительной подготовки поверхности. Максимальная рекомендуемая толщина клеевого раствора не должна превышать 10мм.

Если основание было изготовлено из серого материала, то его нужно обязательно отшпатлевать белой шпатлевкой, а используемый для укладки мозаики клей должен быть тоже белого цвета, чтобы, таким образом, не изменить цвет уложенной мозаики на сером фоне.

При укладке мозаики в бассейнах, основу чаши нужно проверить на впитываемость влаги. Нужно понимать, что бассейны, ванны, купели, душевые поддоны и искусственные ручьи необходимо обработать гидроизолирующими растворами перед укладкой мозаики.

При облицовке мозаикой фасадов зданий очень важно учитывать влияние ветров, наличие которых может привести к обезвоживанию клеевых растворов и, естественно, к преждевременному их высыханию, что отрицательно отразится на качестве монтажа мозаики. В этих случаях рекомендуется использовать защитные экраны для уменьшения воздействия ветров на облицовываемый фасад.

Выбор необходимого инструмента для укладки мозаики.

Важную роль в качественной укладке мозаики и в скорости производимых работ играет грамотный подбор инструментов. Все инструменты должны быть отмыты от строительной грязи, при обнаружении на их поверхности ржавчины, необходимо ее очистить.

Для укладки мозаики понадобятся:

1. Болгарка Удобнее использовать болгарку с диском 115мм, так как ею можно работать одной рукой, и она создает меньше бьющего эффекта.

2. Уровень, в зависимости от величины укладываемой поверхности он может применяться разной длины. Оптимальная длина 0,8 – 1 метр.

3. Инструмент для измерения и разметки, то есть, метр или рулетка в комплекте со строительным карандашом.

4. Разметочный или, как его еще называют, уровневый шнур для разметки и проведения длинных прямых линий, а также для контроля ровности укладки мозаики.

5. Щипцы с тупым углом заточки режущих кромок для колки мелких фрагментов мозаики.

6. Сапожный или строительный нож для обрезания бумажной или сетчатой основы, на которой изначально собраны полотна мозаики.

7. Зубчатый шпатель или гребенка с квадратным мелким зубом 3 – мм, для равномерного распределения клеевой смеси на поверхность подготовленной стяжки под мозаику.

8. Резиновый шпатель или терка для очистки или затирки поверхности уже уложенной мозаики растворами для затирки швов.

9. Корыто для раствора емкостью в 3 ведра (желательно на колесиках).

10. Емкость для воды, желательно пластиковая, чтобы не царапать поверхность уложенной мозаики.

11. Губки для вымывания поверхности уже уложенной и прошедшей стадию первичного высыхания мозаики.

12. Электродрель для вымешивания смеси (на низких оборотах).

13. Миксер для вымешивания.

14. Клей для укладки мозаики, это может быть сухая строительная смесь для укладки мозаики или специальная мастика. Все зависит от места укладки мозаики, особенностей поверхности основания и финансовых возможностей.

15. Затирка для швов после ее полного высыхания. Рекомендуется применение влагостойкой затирки.

Подготовка клея для укладки мозаики.

Сухую строительную смесь для укладки мозаики высыпать в чистую сухую емкость, залить водой из расчета 6,8 литра воды на 25 кг клея. Тщательно перемешать клей с водой при помощи электродрели с применением миксера на низких оборотах, до получения однородной сметанообразной клеевой массы. Готовая клеевая смесь не должна быть слишком густой и не должна свободно стекать со шпателя. После перемешивания клеевой смеси, нужно оставить ее на 5 минут для созревания, а затем повторно перемешать с помощью электродрели, после этого клей готов к применению.

Для того чтобы успевать вырабатывать приготовленный клеевой раствор до момента его подсыхания, рекомендуется замешивать клей небольшими порциями. В случае застывания или загустевания клея в процессе его выработки, крайне нежелательно добавлять в него какие-либо компоненты или разводить его водой с целью разбавления.

Подобные меры приведут к разрушению структуры клеевых веществ, находящихся в растворе уже приготовленного клея и, естественно, изменят его приклеивающие свойства, что в дальнейшем может явиться причиной отслоения от основания фрагментов мозаики, приклеенно таким разбавленным клеем. Поэтому, остатки неиспользованного по причине загустевания клея, не рекомендуется использовать для укладки мозаики.

Разметочные работы перед укладкой мозаики.

Разметочные работы начинают на полу методом раскладывания полотен мозаики, которая будет уложена затем на стене. Очень важно учитывать швы между полотнами мозаики. Все разметочные данные аккуратно наносят на стену и рисуют вертикальные и горизонтальные линии, означающие границы начала укладки.

Для ведения разметочных работ, в зависимости от формы и размера помещения, в котором будет производиться укладка мозаики, можно использовать различные разметочные инструменты, начиная обычным гидроуровнем и заканчивая высокоточным лазерным инструментом. Все линии предварительной разметки нужно наносить с особым вниманием, так как от точности их нанесения напрямую зависит скорость выполняемых работ по укладке мозаики и конечный результат.

Предварительная разметка производится таким образом, чтобы при укладке мозаики все подрезанные полотна материала находились в углах между полом и стеной, что позволит скрыть обрезанные области.

Процесс укладки мозаики.

Укладка мозаики начинается с обозначения на стене первого листа по горизонтали и вертикали подготовленного основания. Как правило, мозаику укладывают полотнами 3х3 листа, это упрощает контроль над соблюдением разметки.

Перед укладкой нужно обозначить эти листы по вертикали и горизонтали поверхности. После того как на основании отмечены первые листы мозаики, необходимо нанести клей с помощью гладкой стороны шпателя, а затем зубчатой стороной равномерно распределить клей по всей поверхности основания, размеченной для укладки первых листов мозаики.

При укладке мозаики лицевая сторона должна быть повернута к мастеру. Укладка должна проводиться без особого давления на поверхность мозаики и параллельно необходимо осуществлять контроль над совпадением укладки полотна мозаики с ранее произведенной на основании разметки.

Точность в укладке первых полотен мозаики очень важна, потому что вся последующая укладка будет отталкиваться именно от первого уложенного листа.

При укладке мозаики, по крайней мере, в первой стадии, не нужно сильно ее прижимать к клею, это позволит облегчить маневры с полотном материала, а правильно приготовленный клей не даст возможность листам мозаики сползать вниз.

По окончании выбора положения листа мозаики необходимо закрепить полотно легкими ударами резинового шпателя – это окончательно приклеит мозаику к основанию.

Во время проведения укладочных работ существует возможность коррекции неровностей, возникших при укладке. Клеевой раствор не должен выступать на лицевую поверхность мозаики из швов, это может в дальнейшем усложнить затирку швов и испортить внешний вид лицевой поверхности. Если это происходит, значит, используемый зубчатый шпатель имеет очень большой размер зуба и его необходимо заменить шпателем с меньшим размером зуба, либо подготовленное основание имеет большие неровности.

При укладке можно корректировать полотно мозаики методом разрезания основы по нужным размерам и формам с помощью строительного ножа.

Все корректировки с мозаикой производятся в короткие сроки, то есть в то время, пока клеевая смесь находится в рабочем не застывшем состоянии.

После того как клей вступил в стадию первичного подсыхания, всяческие манипуляции с мозаикой категорически недопустимы. После первичного высыхания клеевого раствора под полотном мозаики, а именно, через 4 – 6 часов после укладки, необходимо с помощью влажной губки и ведра с водой удалить остатки клея с защитного слоя на лицевой стороне мозаики.

По прохождении еще 24 часов, нужно удалить сам защитный бумажный слой с лицевой поверхности мозаики. Для этого необходимо тщательно намочить защитный бумажный слой водой с помощью мокрой губки или с помощью пуливизатора до того состояния, когда он начнет отходить от лицевой поверхности мозаики. После этого, аккуратно снять защитный бумажный слой с поверхности мозаики плавными горизонтальными движениями по диагонали относительно уложенных листов мозаики. С помощью мокрой губки окончательно удалить с лицевой поверхности мозаики остатки клея, на который был приклеен защитный бумажный слой.

Клей, применяемый для приклеивания защитного бумажного слоя к мозаике, очень легко смывается, так как для этих целей заводами-производителями чаще всего применяется технический желатин.

Для нанесения затирки применяется поролоновая или резиновая терка. С помощью этих инструментов затирка наносится на поверхность мозаики и равномерно распространяется по всей плоскости. Плавными, мягкими, поступательными движениями затирка втирается в шовные пространства до полного их заполнения. Параллельно, с помощью влажной губки, необходимо убирать с поверхности мозаики излишки затирки сразу после затирания швов. Удалять остатки затирки нужно очень тщательно, так как применяемая для затирания мозаики фуга, как правило, водостойкая и с трудом вымывается в застывшем состоянии на любой поверхности.

После предварительного очищения мозаики от затирки мокрой губкой, нужно дать поверхности просохнуть примерно 15 – 20 минут, затем с помощью сухой, желательно байковой или войлочной тряпки, удалить мелкие остатки затирки и одновременно отполировать уложенную мозаику до блеска.

Если все-таки возникли трудности с очищением поверхности от остатков затирки, нужно использовать раствор на основе щелочи, только следует проследить за тем, чтобы данный раствор был вовремя удален с поверхности мозаики.

При использовании мозаики в местах, где она будет постоянно соприкасаться с водой, а именно, в чашах бассейнов, душевых поддонах, искусственных озерах и ручьях, нужно дать время для полного высыхания мозаичной кладки, ориентировочно 10 суток.

Процесс укладки мозаичных панно и элементов бордюров.

На заранее размеченную поверхность основания с нанесенным клеевым раствором сначала укладывается полотно мозаики с бордюрным элементом, к которому с помощью скотча приклеивается далее монтирующийся лист фоновой мозаики.

Стыковка начального фонового листа и листа, который будет продолжать укладку мозаики, должна производиться таким образом, чтобы элементы листов после укладки находились друг напротив друга, что будет создавать иллюзию целого полотна.

Этот момент очень важен потому, что правильность укладки всех остальных полотен мозаики будет напрямую зависеть от правильности укладки двух первых уложенных листов.

Укладка должна производиться без лишнего давления резиновым шпателем на поверхность мозаики, строго соблюдая линии предварительной разметки.

После застывания клея, удалить скотч с поверхности соединенных элементов.

При использовании в укладке мозаики мозаичных панно, необходимо предварительно поместить панно в запланированном месте и очертить на плоскости основания его контуры.

Для упрощения работ по монтажу декоративного панно необходимо пронумеровать каждый элемент декоративного панно и продублировать эту же нумерацию внутри очерченного контура.

Затем нанести на заранее размеченную и пронумерованную поверхность основания клеевой раствор, равномерно распространить его с помощью зубчатой гребенки по всей поверхности размеченного участка.

Монтаж элементов декоративного панно вести согласно нумерации, имеющейся на элементах и на поверхности основания. По окончании укладки декоративного мозаичного панно, необходимо еще раз окончательно убедиться в правильности уложенного рисунка и проложить по периметру один ряд фоновой мозаики, строго соблюдая линии предварительной разметки, так как эти листы будут служить своеобразными маяками для дальнейшего продолжения укладочных работ. После первичного просыхания мозаичного панно, нужно затереть швы затиркой с помощью резиновой или поролоновой терки до полного заполнения и удалить остатки затирки мокрой губкой.

Работы по затиранию швов производятся по прохождении 24 часов для стен и часов для полов. После предварительного очищения панно от затирки мокрой губкой, нужно дать поверхности просохнуть примерно 15 – 20 минут, затем с помощью сухой, желательно байковой или войлочной тряпки, удалить мелкие остатки затирки и одновременно отполировать уложенное панно до блеска.

Если все-таки возникли трудности с очищением поверхности от остатков затирки, нужно использовать раствор на основе щелочи, только следует проследить за тем, чтобы данный раствор был вовремя удален с поверхности мозаики.

В некоторых случаях, особенно это касается днища бассейнов, возникает необходимость в укладке декоративных мозаичных панно, которые не только состоят из нескольких элементов, но и сами эти элементы имеют очень большие размеры.

Тема 4. Садово–парковая скульптура. (4 ч.) В соответствии с замыслом архитектора возникает необходимость установить статуарную или другую скульптуру из керамики, либо соорудить фонтан, штакетник, ограду, дополняющие архитектурный ансамбль. Эти предметы размещают в прилежащих к зданию садах, скверах и парках. Изготовление керамического штакетника, деталей ограды и т. п. связано с более производственным или полупроизводственным серийным их выпуском и может быть осуществлено одним из способов архитектурно-строительной керамики.

Что касается керамической скульптуры человека, то она у нас почти полностью отсутствует. А между тем, на состоявшейся не так давно выставке в Бельгии наряду с другими изделиями были показаны образцы садово-парковой скульптуры, часть которой выполнена в реалистической манере. Высота скульптур достигает 4 м. Обычно эти изделия единичны и художественная ценность их весьма велика. Они являются произведениями ваяния. При овладении учащимися мастерством скульптурной лепки из всех методов керамического формования, пожалуй, наиболее легким будет метод использования оригинала (модели), выполненного из керамической массы без снятия с него формы. Скульптура головы. После изготовления (лепки) предмета его делают пустотелым. Этот прием позволяет с наибольшей точностью сохранить оригинальность изделия в том виде, в каком оно задумано автором. В самом деле, куски скульптуры, выполненные в форме, имеют все же недостатки то цвета, то в текстуре и напоминают иногда куски горшков или других сосудов. Техника формования в многокусковой форме заставляет изменять модель, чтобы иметь возможность легко разбирать форму. При сравнении с оригиналом часто находят недостатки в отчетливости снятой формы. В такой готовой скульптуре видна творческая скованность автора. Поэтому для изготовления, например, головы или бюста и иных скульптурных объемов, не предназначенных для размножения, возможно и нужно применить скульптурный оригинал, сделанный из керамической массы. Для облегчения сушки и уменьшения усадки керамическая скульптурная масса должна содержать 20—25% тонкого шамота, приготовленного, например, из боя шамотного кирпича, капселей Масса может быть гончарная, терракотовая или каменная. Каркас (сердечник) для головы делают из деревянной (фанерной) болванки, насаженной на трубу, а в качестве «барашков», предохраняющих глину от оползания, закрепляют на проволоке деревянные брусочки или привязывают к трубе смятую бумагу, остатки которой могут быть выжжены. Можно также сделать сердечник для головы из резинового мешка, наполненного сухим песком, в котором необходимо создать вакуум. Такой сердечник может быть сжат в какую-угодно форму, а песок по окончании работы можно высыпать через шейку баллона. При перерывах процесса лепки модель закрывают пластикатом или мешковиной, чтобы предохранить ее от преждевременного высыхания. После окончания лепки и небольшого подвяливания верхушку головы отрезают скрученной вдвойне медной проволокой (рис. 136, а) и удаляют арматуру. Если голова больше натуральных размеров, то, во избежание деформации от усилий срезания, на верхнюю часть головы можно налить гипсовый кап.

Верхнюю и нижнюю части головы делают пустотелыми, выбирая излишек массы специальным шпателем. Стенку оставляют толщиной около 2 см при условии, если скульптура головы имеет не увеличен ные размеры (толщина черепка зависит от зернистости массы) Обе секции покрывают тонким слоем шликера из той же массы и соединяют вместе.

После обжига торцевая часть шеи заполняется гипсом или цементом; в них закрепляется довольно большой резьбовой болт (рис. 136, б). Готовое изделие (неглазурованное) после закрепления его на постаменте можно слегка пропитать воском.

Высокообожженное изделие из каменной массы этого не требует. Делая голову натуральных размеров, надо тщательно проверить степень усадки массы. Настенная скульптурная пластика. В качестве примера подобной керамики приведем фрагменты из дипломной работы А. Натаревича, выполненной в керамических мастерских ЛВХПУ (рис.

137). После частичной сушки до кожетвердого состояния объемная пластика разрезалась на отдельные части. В них путем выбирания массы были созданы полости, а для упрочнения — сделаны керамические перемычки. После окончательной сушки частей их обжигали. Если нужно, то подобные изделия глазуруют и снова обжигают. При вмуровывании в стену дома отдельные части огут объединяться в общую пластику.

Прекрасными примерами скульптурного мастерства в этой области являются известные средневековые пластики При изготовлении садово-парковых скульптур, ваз чаше всего используют шамотосодержащие материалы.

Несмотря на то, что керамисты и скульпторы, работающие с шамотом, имеют свои, проверенные практикой приемы обращения с этим материалом, они продолжают постоянно экспериментировать с определенными глинами и шамотными порошками.

Известны десятки видов глин, которые отличаются не только по цвету, но и по своим физико-химическим характеристикам. Применяют и смеси различных глин с шамотным порошком.

Шамот, в силу присущих ему превосходных эстетических качеств, открывает необъятные возможности для творчества. Шамотные изделия после обжига могут принять теплый песочный или коричнево-красный цвет, мало того, их цветовая гамма способна варьировать в широком диапазоне в зависимости от применяемой технологии. Помимо того, существует множество окрасочных составов, пигментов и приемов окрашивания шамота. Достаточно сказать, что большинство красок, применяемых для окрашивания керамики, можно использовать и для шамота. Однако в качестве основных красок применительно к изделиям из шамотной массы принято рассматривать глазури, образующие стекловидное покрытие на их поверхности. Фактически, глазури легкоплавкие стекла, для получения которых применяют те же компоненты, что и для обычного силикатного стекла. В глазури добавляют различные жаропрочные пигменты и оксиды металлов. Разновидностей глазурей очень много, и покрытые ими поверхности шамотных изделий различаются как по цвету, так и по фактуре. После нанесения глазури изделия из шамота подвергают кратковременному обжигу, продолжительностью от 10 до 30 минут (иногда дольше). Температура обжига может находиться в пределах 900 С. В зависимости от содержащихся примесей глазури могут быть прозрачными или непрозрачными, приобретать гладкую поверхность или фактуру, напоминающую крокодиловую кожу или бархат, а пузырьки воздуха, содержащиеся в глазури, отражая свет, создают опаловый эффект. При определенных параметрах обжига, особой газовой среде в печи и соответствующем составе глазури (наличие в ней оксидов металлов), можно добиться металлизации поверхности.

Шамот хорошо гармонирует с натуральным камнем, металлом, венецианской штукатуркой. Он чрезвычайно устойчив к действию неблагоприятных факторов природно-климатического и техногенного происхождения, обладает прочностью натурального камня, морозоустойчив и долговечен. Поэтому фасады многих зданий в Москве и в городах европейских стран облицованы шамотной плиткой.

В шамоте, в первую очередь, привлекает возможность создания самых разнообразных элементов декора и даже произведений изобразительного искусства, способных сформировать уникальную интерьерную среду. Шамот похож на «старый»

природный камень, выветренный, с трещинами и трещинками, щелями и сколами. У шамота шероховатая текстура, очень приятная на ощупь. В готовом виде натуральный цвет шамотного изделия - от светло-бежевого до темно-бежевого. Поэтому шамот отлично смотрится рядом с мебелью из натурального дерева. Он может не иметь своего постоянного места в комнате, доме - его можно переставлять с одного места на другое, группировать с другими шамотными изделиями, с другими декоративными произведениями; можно разбросать по всему дому: поставить на пол, на стол, поставить на полку с другой керамикой. Вазоны из шамота отвечают самому изысканному вкусу потребителей, а различные формы (квадратные керамические горшки, вазоны, цилиндры, овалы, "озера" и т.п.) позволяют оформить любой интерьер.иченные Пластичность и обширная цветовая гамма шамота помогают еще на стадии эскизирования раскрыть замысел художника и впоследствии успешно воплотить его почти без ограничений. Экологическая чистота материала, его доступность, красота позволяют широко применять изделия из шамота в украшении не только интерьеров, но и фасадов зданий, и объектов ландшафтной архитектуры.

Тема 5. Керамические массы, применяемые в производстве архитектурно художественной керамики. Шамотные и многошамотные массы, терракота, шамотный фаянс, - исходные материалы, составы, приготовление, применение. (4 ч.) Шамот (франц. chamotte), огнеупорная глина, обожженная до потери пластичности и удаления из нее химически связанной воды. Глина для обжига заготавливается в виде кусков неправильной формы или в виде брикетов, приготовленных на специальных прессах, обычно вальцевых или ленточных.

Обжиг производится во вращающихся, шахтных или других печах. При температуре обжига 1200— 1500°С получают высокожженный шамот. Степень спекания высокожженного шамота характеризуется водопоглощением, которое может составлять от 2 до 10%. Далее шамот измельчают в порошок на мельницах. Шамотный порошок может быть грубозернистым или мелкозернистым. Величину помола можно определить по удельной поверхности, которая может составлять около 8000 см/г. Шамотная керамическая масса, используемая в промышленности, представляет собой огнеупорную глину с добавками шамотного порошка.

Шамот вводят для снижения пластичности и уменьшения усадки изделий из шамотных масс при сушке и обжиге. Добавки в глину шамотного порошка позволяют выполнять монументальные скульптуры весом около 250 кг и более, чего невозможно достичь, применяя в качестве скульптурного материала однородную глину или глину с добавлением песка. Шамотный порошок и шамотную керамическую массу обычно называют шамотом, хотя это не одно и то же.

Из шамота (шамотной массы) можно изготавливать элементы архитектурного декора: колонны, пилоны, капители, а также камины, фонтаны, рельефные панно, напольные вазы, мелкую скульптурную пластику, светильники и декоративную облицовочную плитку.

Изделия длительное время сушат в формах без пропарки, а затем обжигают при высокой температуре. Существует множество рецептур шамотных масс. От количества шамотного порошка в керамической массе и величины его зерен, применяемой глины, содержания воды, температуры и длительности обжига зависят не только цвет и фактура поверхности, но и способ формообразования изделия. Формовка на гончарном круге, литье или набивка в гипсовые формы, лепка мелких скульптур или формования крупного изделия, - для всех этих приемов работ используют различные шамотные массы.

Все керамические материалы подразделяют на две группы: тонкокерамические, отличающиеся плотным спекшимся или мелкозернистым материалом однородной структуры, и грубокерамические, отличающиеся крупнозернистым материалом неоднородной структуры.

К грубой керамике относятся шамотные, гончарные изделия и терракота.

1. Шамот (франц. chamotte), огнеупорная глина или каолин, обожженные до потери пластичности, удаления химически связанной воды и определенной степени спекания. В измельченном виде компонент шамотных масс при формировании огнеупорных изделий.

Шамотными называют керамические изделия, содержащие 20—70% измельченного шамота, играющего в основном роль отощающей добавки. Повышение содержания шамота в керамической массе улучшает ряд свойств материала, например, увеличивается его механическая прочность, термостойкость, значительно уменьшается воздушная и огневая усадка и др.

Однако при содержании свыше 70% шамота в массе последняя становится настолько отощённой, что формовка невозможна.

Шамотные массы устойчивы к воздействию топливных шлаков и стекла.

Используя устойчивость шамотной массы к воздействиям стекла, в художественной керамике после обжига получают оригинальную фактуру поверхности путем добавления стеклянной крошки.

Исходными материалами для получения шамотных изделий обычно служат каолины и огнеупорные пластичные глины, обладающие достаточным интервалом спекания.

Шамотную массу в тестообразном состоянии приготовляют из сухих порошков, глину и шамот смешивают обычно в двухвальном смесителе; увлажнение и мокрое смешивание производят в двухвальном увлажнителе.

Изделия из шамотных масс обычно формуют ручным способам. Ручная формовка сводится к лепке.

2. Терракота - типичный грубокерамический материал.

Терракота представляет собой однотонный, большей частью неглязурованный, пористый (водопоглощение 8—10%) керамический материал. Обычные цвета терракоты кремовые, красноватые и коричневые. Кроме того, этот материал обладает большим разнообразием оттенков. При восстановительном обжиге терракота может иметь темносерый цвет.

Благородный и мягкий цвет терракоты во многом определяет художественный эффект, производимый изготовленными из нее изделиями (облицовочные плиты, архитектурные детали, посуда, вазы и т. д.). Известна с эпохи неолита..

Исходными глинами для получения терракоты могут служить гончарные, черепичные или кирпичные глины, дающие однородный, красиво окрашенный материал.

Для получения терракоты часто применяют отмученные и размолотые глины.

Бывают случаи, когда в глиняную массу для приготовления терракоты приходится вводить для придания ей желаемой окраски пигменты в виде красящих окислов.

Пигменты добавляют в терракотовую массу в случае отсутствия качественных, естественно окрашенных глин.

Терракоту формуют преимущественно пластическим методом в гипсовых формах.

Учитывая дешевизну сырья и сравнительно невысокую максимальную температуру обжига, обусловливающую небольшой расход топлива, терракоту можно отнести к сравнительно дешевым керамическим материалам.

Обычно терракоту не глазуруют. Причем неглазурованные терракотовые изделия обжигаются один раз, а глазурованные — два.

Терракота находит широкое применение в изделиях бытового, строительного и художественного назначения, как, например, вазы для цветов, фасадные плитки, изразцы, фигурные части архитектурной отделки, садово-парковая скульптура и т. п.

3. Гончарные изделия К гончарным изделиям обычно относят керамические изделия, обладающие в неглазурованном виде пористостью и сравнительной мягкостью (легко царапаются ножом). Они, как правило, имеют естественную, кирпичного цвета окраску с различными оттенками — от желтого и бледно-красного »до ярко- и темно-красного. В отдельных случаях гончарные изделия бывают темно-серого цвета.

Гончарные изделия, будучи в состоянии выдерживать непосредственное соприкосновение с огнем, могут служить в качестве посуды для приготовления пищи на открытом огне и предназначенные для хранения сухих продуктов.

Кроме обычной, большой интерес представляет гончарная посуда и прочие гончарные изделия, носящие преимущественно художественный характер, как, например, декоративные сосуды, украшенные фигурами зверей и птиц, настенные блюда, вазы для цветов, принадлежности письменного стола, фигуры людей, зверей, птиц и др.

Художественная керамика, относящаяся к группе гончарных изделий, в отличие от обычных гончарных изделий в обиходе часто называется просто керамикой. Сюда главным образом относят изделия народных промыслов, отличающиеся изяществом и оригинальностью. Эти изделия отражают национальные особенности того района, откуда они являются родом, например художественная керамика Скопина.

В качестве исходных материалов для производства гончарных изделий служат естественно окрашенные кирпичные глины (легкоплавкие).

Для получения изделий с повышенной пористостью в состав исходных материалов вводят мелко размолотый древесный уголь или опилки. Последние при обжиге выгорают, повышая при этом пористость материала.

Гончарные изделия художественного назначения изготовляют преимущественно на предприятиях народных промыслов.

С целью подготовки массы для производства гончарных изделий, глину предварительно подвергают процессу вымораживания и вылеживания, длящемуся около одного года, для чего полученную из карьера глину складывают в виде гряд, оставляя на воздухе.

При этом под влиянием влаги, тепла и холода происходит разрыхление глины с улучшением ее пластических свойств. После вылеживания гончарную глину вручную освобождают от крупных включений, затем ее замачивают водой и смешивают с песком.

Гончарные изделия формуют пластическим способом, обычно в гипсовых формах с шаблоном.

Предметы народного творчества, детские игрушки формуют от руки. Гончарные изделия, обладающие формой тела вращения (кувшины, горшки и др.), формуют «вытягиванием» на гончарном круге.

Подвяленные гончарные изделия часто декорируют белым или цветными ангобами путем сплошного покрытия (способом окунания), или наносят их на отдельные части изделия. В последнем случае такой ангоб, как уже упоминалось, носит название барботина.

Может также производиться и с использованием керамических красок и глазурей.

Сплошное глазурование изделий, находящихся в декорированном или недекорированном состоянии (если декор не требуется), делает поверхность материала более гигиеничной.

Тема 6. Требования к архитектурно - художественной керамике. Требования к морозостойкости, механической прочности, эстетическим свойствам изделий. Методы испытания изделий. (4 ч.) Тема 7. Декорирование архитектурно - художественной керамики. Материалы для декорирования - ангобы, эмали, соли, краски. Использование режимов обжига при декорировании. Настенная керамическая живопись. (2 ч.) Особенности технологии декорирования архитектурно-художественной керамики.

Декорирование водными растворами солей в свое время было широко распространенной техникой. Соли дают мягкие акварельные рисунки, которые часто невозможно выполнить в другой технике.

Во время обжига соль разлагается, оставляя красящий цветной оксид. Поэтому конечный цвет соли определяется металлом. Тип соли имеет меньшее значение. Лучше всего использовать нитраты (азотнокислые соли): во-первых, они прекрасно растворяются в воде, образуя высококонцентрированные растворы, т.е. из нитратов получаются самые насыщенные мазки; во-вторых, разложение нитратов происходит уже при низких температурах, к моменту сплавления с глазурью не остается ничего постороннего.

Сульфаты (сернокислые соли) имеют меньшую растворимость в воде, разлагаются значительно позже, что иногда сказывается на цвете в появлении сероватых оттенков, впрочем, заметных только профессионалам. Хлориды так же разлагаются при более высоких, чем нитраты, температурах, но обычно не влияют на цвет.

Конечная окраска и вид во многом зависят от температуры, от состава глазури, от метода нанесения. Существует два метода нанесения солей: по черепку и по необожженной глазури - и они дают разные результаты. Следует учитывать, что при нанесении на утильный черепок раствор активно впитывается внутрь черепка, оставляя только слабый цвет на поверхности. Нанесение на поверхность глазури дает насыщенный цвет, но часто приводит к сборке или "кипению". Можно нанести последовательно несколько слоев соли по одному и тому же участку, пользуясь раствором с невысокой концентрацией.

Воспроизводимость цвета зависит от концентрации приготовленного раствора.

Чтобы она оставалась раз от раза постоянной, лучше всего поступить следующим образом. Поместите кристаллы соли в стеклянную емкость с плотно закрывающейся пробкой. Налейте немного воды, заведомо меньше, чем нужно для полного растворения.

Через некоторое время в емкости образуется насыщенный раствор соли над слоем нерастворившихся кристаллов. Именно этим раствором и надо пользоваться для работы.

Отберите пипеткой требуемый объем раствора и разбавьте его водой, как нужно для работы. Когда насыщенный раствор закончится, добавьте еще немного воды. Если растворилась вся соль - добавьте порошок соли.

Для того, чтобы соль ложилась равномернее а впитывалась медленнее, в раствор вводят КМЦ, глицерин, раствор крахмала или декстрина. Некоторые соли слабо окрашены (до обжига!) и их плохо видно на месте нанесения. В этом случае целесообразно подкрасить раствор органической краской (например, черникой).

Оксиды металлов.

Декорированию оксидами посвящено большое число публикаций. Оксиды популярны в художественной керамике, так как дают возможность получения глазурей "одного обжига" - с неповторимыми эффектами цвета и фактуры.

Отличия окрашивания оксидами от окрашивания пигментами:

Оксиды растворяются в глазурях, т.е. цветная глазурь прозрачна, как и всякий раствор. Чем тоньше смолот оксид, тем легче он растворяется в глазурном расплаве. Если оксида больше, чем он может раствориться, или частицы оксида чересчур грубые и не успевают раствориться, итоговый цвет будет суммой цвета прозрачной цветной глазури и цвета исходного порошка. Но если в получившейся глазури весь оксид растворился, наблюдается прекрасная прозрачная цветная глазурь, четко обозначающая рельеф черепка.

Пигменты остаются в глазури в виде отдельных частичек, их растворение нежелательно, так как обычно это приводит к невзрачному цвету. Глазури, окрашенные пигментами, бывают полупрозрачными или даже полностью глухими, следовательно, подчеркивания рельефа от них не добиться. Перемол пигмента нежелателен.

Цвет оксида гораздо сильнее зависит от состава глазури, чем цвет пигмента. Этим и пользуются для получения эффектарных глазурей. Как цвет зависит от состава - см. в описаниях подгрупп.

Результат обжига глазурей с оксидами сильно зависит от окислительного потенциала среды обжига. Например, высокожелезные глазури типа "теммоку", маложелезные типа "селадон" можно получить исключительно в восстановительной среде и исключительно из оксидов; ни один пигмент такого эффекта не дает.

Для кристаллических глазурей используются преимущественно оксиды. В том числе оксиды цинка и титана для провоцирования кристаллизации. Авантюриновые глазури - это насыщенный раствор оксида железа, кристаллизующегося из расплава при охлаждении. См. железо.

Тема 8. Охрана труда и техника безопасности. Правильная организация мастерской с точки зрения техники безопасности. (2 ч.) Требования безопасности.

Водорастворимые соли чрезвычайно легко растворяются в воде, слюне, поте, поэтому существуют следующие опасности:

- Опасность попадания в пищу при несоблюдении элементарных правил гигиены.

На рабочем месте нельзя пить, есть, курить.

- Опасность аллергических реакций кожи - следует работать аккуратно и при необходимости в резиновых перчатках.

- Опасность вдыхания аэрозолей, если применяется напыление растворов солей (сама по себе соль из раствора не испаряется!); требуется хорошая вентиляция и респиратор.

- опасность вдыхания продуктов разложения в процессе обжига - необходима вентиляция печи или помещения, в котором проводится обжиг.

Дети должны быть отстранены от работы с солями.

Оксиды менее опасны для здоровья, чем соли, но практически всегда более опасны, чем синтезированные пигменты. При работе с оксидами необходимо соблюдать общие правила безопасности в керамической мастерской.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

3.1 Методические указания для преподавателя Проведение дисциплины "Материаловедение, технология и производственное обучение (художественная керамика)" для образовательной профессиональной программы (ОПП) осуществляется в соответствии с утвержденным учебным планом специальности 070801.65 «Декоративно-прикладное искусство».

Дисциплина базируется на изучении истории развития керамики, технологических аспектах производства изделий, навыках проектной деятельности.