К.т.н., Кудерин. М.К.

Архитектурно-строительного факультета ПГУ им. С.Торайгырова

Керамогранит– современный строительный материал .

В статье говорится о новом облицовочном материале- керамограните, представляющим собой продукт, обладающий оригинальными свойствами и отличающими его от остальной керамики более высокими техническими характеристиками. Перспективность новой технологии определяется тем, что в Казахстане будет освоена новая наукоемкая технология, ориентированная на получение конкурентоспособной продукции из местного сырья.

В настоящее время для высококлассной отделки зданий (наружных и внутренних стен, полов) применяют, в основном, натуральные камни (гранит, мрамор и др) и керамические плитки. Являясь элитными облицовочными материалами они, в то же время, имеют существенные недостатки. Натуральные камни, например, обладают заданными природой цветом и рисунком, далеко не удовлетворяющим дизайнерским замыслам. Из – за недостаточной устойчивости к ультрафиолетовым лучам, натуральные камни меняют цвет и выгорают на солнце. Повышенное водопоглощение обуславливает понижение их морозостойкости. Они реагируют на воздействие щелочей и кислот. Эти факторы снижают долговечность фасадов, облицованных натуральным камнем. Полы из натурального камня в помещениях с интенсивным людским потоком быстро изнашиваются. Что касается керамической плитки, то они характеризуются мелкоразмерностью и низкой прочностью особенно на ударные воздействия. Таким образом, очевидно, что требуется найти замену натуральному граниту, мрамору, и керамической плитке. Наилучшую альтернативу этим материалам представляет собой один из наиболее популярных на сегодняшний день искусственных , облицовочных материалов – керамический гранит.

Керамогранит представляет собой продукт, обладающий оригинальными свойствами, отличающими его от остальной керамики. Благодаря высокой износоустойчивости, малому водопоглощению (примерно 0,05%) и как следствие особой морозостойкости, он может использоваться абсолютно в любых помещениях. Особая устойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей (в комплексе с вышеупомянутой морозостойкостью) дает возможность применять его для мощения улиц и облицовки фасадов зданий. Кроме того, керамогранит абсолютно не реагирует на воздействие щелочей и кислот ( исключением является плавиковая кислота и ее производные). С экологической точки зрения керамогранит относится к исключительно чистым отделочным материалам, т.е., в отличие от природного камня не имеет радиационного фона. Большое преимущество керамогранита – это бесконечные возможности для выбора цветовых решений. Технология керамогранита является наукоемкой, ресурсосберегающей и экологически чистой, по сути, повторяющей процесс рождения натурального природного камня в ускоренном виде, тем более, что керамогранит является по сравнению с натуральным камнем более дешевым, обладающими более высокими техническими характеристиками, а также большей функциональностью и универсальностью. Перспективность новой технологии определяется еще и тем, что в Казахстане будет освоена новая наукоемкая технология, ориентированная на получение конкурентоспособной продукции из местного сырья.

В настоящее время в Казахстан керамогранит импортируется из Европы, Турции и Китая. Объем импорта имеет тенденцию постоянного роста, в то время, как в республике имеется собственная сырьевая база. Разработка технологии керамогранита на основе казахстанского сырья создает условия для, производства конкурентного вида отделочного материала высшего класса.

Учеными Казахстана исследовано более 150 различных месторождении глинистого сырья, даны рекомендации по его использованию, подобраны оптимальные составы керамогранита, разработана научно – обоснованная технология получения керамогранита на базе местного сырья Республики Казахстан, апробирована в опытно – производственных условиях. В результате экспериментальных исследовании созданы термодинамические и физико–химические основы процессов сушки, обжига и структурообразования керамогранитных плит.

Для изготовления керамогранита необходима смесь двух сортов белых глин полевого шпата, кварцевого песка (таблицы 1,2) и красителей. Из подготовленной массы формуют плитки и прессуют на гидравлических прессах под давлением до 500, затем обжигают при температуре до 1300°С.

Таблица 1. Характеристика пластичного сырья

Пластичные (комовые) глины, химико-минералогический состав
Оксиды	Содержание, мас.%
SiO2	54,00	53,30	60,95	64,50	58,22
Al2O3	30,28	30,09	25,80	22,85	26,43
TiO2	1,19	1,24	1,13	1,19	0,98
Fe2O3	1,02	1,15	0,95	1,02	1,45
CaO	0,29	0,97	0,30	0,33	0,70
MgO	0,42	0,41	0,51	0,50	0,70
K2O	1,59	1,53	2,25	2,10	3,25
Na2O	0,50	0,54	0,43	0,46	0,54
п.п.п.	9,38	9,41	7,27	6,28	6,81
Минералогический состав	-иллит -каолинит -кварц -полевой шпат
Допустимое содержание Fe2O3 Допустимое содержание TiO2	0,0-1,5% 0,0-1,2%
Допустимое содержание SO4 Допустимое содержание C1	0,3% макс 0,4% макс

Таблица 2 Характеристика полупластичного сырья

Полупластичные глины, химико-минералогический состав
Оксиды	Содержание, мас.%
SiO2	69,31	59,09	48,90	54,84
Al2O3	20,58	26,38	35,20	29,63
TiO2	1,20	0,60	0,20	0,98
Fe2O3	1,01	0,39	0,48	1,24
CaO	0,17	0,41	0,10	0,45
MgO	0,28	0,09	0,30	0,40
K2O	0,18	1,77	0,70	0,40
Na2O	0,08	0,83	0,83	0,13
п.п.п.	7,23	9,74	12,10	11,64
Минералогический состав	-каолинит -кварц -полевой шпат -монтмориллонит
Допустимое содержание Fe2O3 Допустимое содержание TiO2	0,0-1,3% 0,0-1,5%
Допустимое содержание SO4 Допустимое содержание C1	0,3% макс 0,4% макс

При такой высокой температуре происходит спекание сырья и получается твердый, плотный материал с очень низким водопоглощением. Благодаря этой технологии керамогранит оказывается значительно прочней обычной керамической плитки.

Процесс производства керамического гранита почти полностью моделирует природные условия образования натурального камня. Сложность производства заключается в необходимости точного соблюдения пропорций сырья и температурного режима при обработке большого количества смеси, измеряемой десятками тонн. Смесь тщательным образом отбирают, сортируют, измельчают и перемешивают, а затем прессуют и равномерно прогревают в туннельной печи. При этом погрешность в несколько градусов может привести к нарушению геометрических параметров плитки. Поэтому, не случайно, общая длина печи, через которую проходит поточная линия с отпрессованной сырой плиткой достигает 150м. Только постепенный нагрев и точнейшая выдержка температуры обеспечивает получение керамогранита высокого качества. Весь процесс контролируется автоматически при помощи сложных систем электронного управления.

Лучшее качество керамогранита - феноменальная твердость. В процессе производства, сырье подвергается такому давлению, что в глине уже не остается никаких пор и пустот. Таким образом, достигается высокая стойкость к истиранию, а так как керамогранит имеет однородный рисунок на всю глубину плитки, материал практически не подвержен износу. Износостойкость керамогранита зависит еще и от типа поверхности – неглазурованная и глазурованная. Неглазурованный керамический гранит испытывается на поверхностную твердость по шкале Мооса (MOHS). По этой классификации материалы делятся на 5 классов: с I по III – те, которые укладываются внутри помещений, а IV - V классы используются в местах интенсивной эксплуатации. Глазурованный керамогранит, имея класс износостойкости от III – V, по сравнению с керамической плиткой более прочен и морозостоек.

Следующая сфера применения – отделка вентилируемых фасадов зданий. Как правило, для этого используются крупные керамогранитные плиты. Но на стоимость керамогранита в большей степени влияет его окраска, в меньшей степени – толщина. Таким образом, выполненные маркетинговые исследования по технологии керамогранита показали перспективность ее освоения в Казахстане. Разработка и внедрение в производство ресурсосберегающей технологии таких материалов будет способствовать повышению потенциала страны в области экспорта новых наукоемких технологии, росту престижа научно-технологических достижений Казахстана.

Литература:

1.Канаев В.К. Новая технология строительной керамики.-М.: Стройиздат, 1990. – 264с.

2.Кулибаев А.А., Нурбатуров К.А., Кудерин М.К. и др., Характеристика сырьевой базы Казахстана для производства керамогранита. Сб. научных трудов Академии оценки и строительства.

3. Нурбатуров К.А., Идрисов Д.А., Дё И.М., Кудерин М.К. и др. Производство керамогранитных материалов. Вестник НИИСтромпроекта, 2004, №4, с 15-18.