Керамическая клинкерная плитка – строительный материал, изготавливаемый на протяжении уже нескольких столетий. Сегодня, как и раньше, он остается популярным и применяется повсеместно: им облицовывают ступени коттеджей и общественных зданий, полы, стены, порталы каминов, бассейны. В последнее время налажено производство термопанелей, облицованных клинкерной плиткой. Этот материал внешне практически не отличим от качественной кирпичной кладки.

Она производится разной фактуры: с шероховатой (матовой) поверхностью и глянцевая. Цветовая палитра также самая разная: от темно-коричневой до светло-охристой или желтой. Поверхность материала может быть покрыта глазурью. Размеры стандартной плитки – 245х66х8мм.

Цветовая палитра достаточно разнообразна от темно-коричневой до светло-охристой или желтой.

Из истории происхождения

Родоначальниками производства клинкерной плитки стали голландцы, вынужденные использовать «морскую» глину для производства такого вида искусственного камня из-за отсутствия природного материала. Произошло это в начале 19-го века.

Вначале этим искусственным камнем мостились дороги, но затем им стали облицовывать фасады зданий.

Впоследствии эстафету подхватили поляки: они научились производить весьма качественную и недорогую плитку, которую стали экспортировать во многие европейские страны. Налажено производство и у нас, но, к сожалению, качество отечественного материала пока уступает заграничным образцам.

Плитку различных форм, например, вогнутую, выпуклую или даже в виде угла можно изготовить методом экструзии, о котором читайте далее.

Некоторые сведения о производстве

Начинается процесс со смешивания разных сортов глины с добавлением шамота, полевого шпата, кварцевого песка и боя фаянса. Полученную смесь промалывают и дробят до состояния однородной массы с помощью специальных мельниц. Следующий этап – сушка. В результате получается гранулированное вещество, необходимое в качестве сырья. Плитка формуется либо методом прессования, либо – экструзией.

Процесс прессования предусматривает засыпку массы в специальные формы, ее уплотнение и прессовку высоким давлением. Экструзия происходит с добавлением воды и перемешиванием сырья до получения тестообразной массы. Полученную массу пропускают сквозь специальное отверстие, размеры которого соответствуют размерам готового продукта. Выходящую полоску-заготовку нарезают по длине.

Цвет плитки, не покрытой глазурью, зависит от пористости глины и от содержания в ней железа. Клинкерные изделия проходят гораздо более длительную процедуру обжига и при более высокой температуре, чем плитка обычная: 1.5 суток при 1500 °С.

При обжиге формируются основные качества, присущие данному материалу: высокая плотность (благодаря полному спеканию глины), стойкость к механическим повреждениям, перепадам температуры и истиранию. Его водопоглощение в 5 раз меньше, чем у обычного кафеля: это обеспечивает высокую морозоустойчивость.

Особенности разных методов изготовления

Каждый из вышеописанных методов имеет свои преимущества и недостатки. Прессование дает возможность получать клинкерную плитку с более точными размерами и высоким качеством поверхности. Однако, метод экструзии требует меньших финансовых затрат, а значит продукция, полученная таким способом, дешевле. Кроме того, экструзия позволяет изготавливать (в отличие от метода прессования) плитку различных форм, например, вогнутую, выпуклую или даже в виде угла. Еще одна особенность метода экструзии заключается в том, что получаемая продукция имеет конические углубления, улучшающие сцепление с основой.

Преимущества материала

Клинкерная плитка имеет ряд преимуществ перед обычной керамической, а именно:

• она более износоустойчивая;
• обладает большей прочностью;
• у нее более продолжительный срок службы;
• благодаря высокой морозостойкости может использоваться для наружных работ;
• имеет низкий уровень влагопоглощения.

Такие характеристики этот отделочный материал получил благодаря особенностям технологии производства. В процессе обжига образуется верхний слой, выполняющий защитную функцию: благодаря этому, плитка не загрязняется, не меняет свой цвет и легко чистится любым химическим и даже абразивным средством.

Каждый хозяин стремится использовать для строительства своего дома только натуральные материалы, отличающиеся экологической чистотой. Удовлетворяя спрос покупателей, современные производители предлагают застройщикам высокотехнологичные, проверенные веками стройматериалы, к числу которых относится и клинкер, применяемый европейскими зодчими уже почти 200 лет.

Где и когда появился клинкер

Впервые такой материал применили голландцы для возведения дорог. В данной стране очень скудные запасы камня. Это заставило голландцев искать технологию производства стройматериала, который по свойствам не уступал бы натуральному камню. Так появился клинкер – экологически чистый и по-настоящему уникальный материал.

Хотя со времен его изобретения прошло почти два столетия, открытая голландцами технология до сих пор используется в строительстве. А клинкер успешно применяется для внутренней и наружной отделки зданий различного назначения.

Как производится клинкерная плитка

Данный стройматериал изготавливается из слоистой глины, которой в Европе достаточно много. В старину для производства клинкера из нее формировали кирпичи, которые потом запекались при высокой температуре в специальных печах. В результате обжига материал приобретал уникальную прочность.

Современная технология производства клинкерной плитки тоже базируется на одинарной термической обработке глиняного сырья. Последнее получают в результате прессования или выдавливания (экструзии).

Сформированные заготовки помещают в тоннельную печь для обжига. В центре такой печи имеется источник открытого огня, который обеспечивает температуру порядка 1360 °С. Клинкерные заготовки обжигаются в течение 36-48 часов. Для сравнения – обычная керамическая плитка подвергается всего двухчасовой термической обработке.

Чтобы придать клинкеру особые свойства, заготовки медленно перемещаются к источнику тепла для постепенного нагревания. После прохождения температурного максимума продукция также медленно отодвигается, чтобы обеспечить плавное остывание.

Глина – материал очень пластичный, что позволяет изготавливать клинкерные изделия различных формы и назначений.

Какой бывает клинкерная плитка

Данный стройматериал может быть глазурованным и неглазурованным, с узором либо без него. По назначению различают клинкер для наружной и внутренней отделки. Также существуют технические аналоги, предназначенные для мощения дорог, обустройства полов и облицовки стен в общественных и промышленных зданиях.

При изготовлении клинкерной плитки используются новейшие технологии, которые позволяют выпускать неглазурованные и глазурованные изделия различных цветов без введения искусственных красителей. Причем такие стройматериалы не выгорают и способны долгие годы сохранять естественный тон глины. Готовые клинкерные изделия стойки к истиранию и имеют блестящую поверхность без пор.

Хотите строить на века? Используйте клинкер

Неглазурованные клинкерные изделия применяются для внешней отделки, облицовки бассейнов, при обустройстве площадок, тротуаров, лестниц, полов в зонах отдыха и др. Такой материал не образует высолов, не скользит, характеризуется низким влагопоглощением. Невосприимчивость к действию атмосферных факторов и морозостойкость позволяют использовать клинкерную плитку для оформления цоколей, фасадов и прочих подобных объектов.

Отделка здания данным стройматериалом не только придаст ему элегантный вид, но и позволит существенно сэкономить. В отличие от других разновидностей облицовки, клинкер длительное время не нуждается в ремонте.

На данный момент для внутренней отделки часто применяется мозаика, керамическая плитка и прочие современные материалы. Но они не сравнятся с клинкером ни по прочности, ни по декоративным свойствам. Именно клинкерные изделия позволяют реализовать самые креативные дизайнерские идеи по оформлению ванны, сауны, кухни и других помещений.

Клинкерная плитка – облицовочный материал, который уже давно активно используется в строительном деле. Ещё в начале XIX века материал использовался для прокладки дорог в Голландии, сразу же после чего его начали применять в России и Западной Европе.

Как утверждают историки, технология производства клинкерной плитки берёт своё начало ещё с XV века, когда люди заметили, что во время обжига глиняных брусков они приобретают совсем другие свойства (свойства керамогранита).

Печи, в которых производился обжиг, состояли только из одного входа и небольшого помещения. Внутрь него складывались глиняные бруски разных форм, после чего вход закладывался на несколько дней. Кирпич внутри под воздействием высокой температуры обретал нужные физические свойства.

Производят клинкерную плитку в основном из натурального материала – глины. В качестве разнообразия цветовой гаммы применяют естественные красители. Глина для обжига должна отличаться высоким уровнем тугоплавкости, и иметь минимальное количество разных примесей.

Сегодня залежи высококачественного клинкера, пригодного для изготовления клинкерного облицовочного материала, имеются в Польше, Германии, Испании, Голландии и др. странах.

Технология производства клинкерной плитки

В нынешнее время технология производства клинкерной плитки не имеет принципиальных отличий от технологии производства в средневековой Европе. Хотя специалисты в данной области выделяют 2 типа производства:

• экструдирование
• полусухое прессование

Клинкерная плитка проходит процесс обжига при высоких температурах. Если, к примеру, при обжиге обычных глиняных изделий материал поддаётся воздействию порядка 800-900 о С, то в клинкерных печах рабочая температура составляет 1100-1400 о С.

Благодаря такому температурному режиму материал изменяет своё физическое состояние, становясь более
прочным. При этом расход энергоносителей в 4 раза превышает потребность, нежели при обработке глиняных изделий обычным способом.

Экструдиционный метод производства подразумевает использование специального оборудования – экструдера. Устройство представлено в виде шнековой мясорубки, в которую подаётся влажная пластичная глина. После её измельчения выполняется формовка с помощью вакуумного пресса. Данная заготовка после просушки отправляется в печь для обжига. Клинкерный материал после экструдирования отличается высокой плотностью, прочностью, стойкостью к истиранию, механическим и химическим воздействиям.

Метод полусухого прессования также подразумевает процесс прессования на специальном оборудовании. Однако в отличие от экструдирования, исходные материалы помещаются в печь для обжига без предварительной сушки. В результате такого метода производства клинкерное изделие имеет небольшую плотность, в силу чего существенно ослабляет свою прочность.

Метод полусухого прессования нужен для того, чтобы получать клинкерные изделия с низкой теплопроводностью. А в некоторых случаях такие изделия ценятся намного больше, нежели, к примеру, стойкость к механическим или химическим воздействиям.

Оборудование для производства клинкерной плитки

Для производства качественной клинкерной продукции используется специальное оборудование. В процессе технологической обработки, глина проходит через экструдер, специальное устройство для прессования и создания необходимой формы (станки бывают ленточными, вакуумными, ротационными, рычажными), камеры предварительной сушки и печь для обжига.

Пресс-формы для формировки, в которые помещается влажная пластичная глина, имеют матричный слой, обеспечивающий максимально возможный уровень герметичности и теплоизоляции материалу на выходе.

Основным оборудованием для производства клинкерной плитки, естественно, считается печь обжига. Такое помещение представляет собой своеобразный тоннель порядка 150 м длиной. В нём имеются источники нагрева в виде подачи открытого огня.

В специальных вагонетках, которые перемещаются по печи с довольно низкой скоростью, подаются клинкерные элементы. Таким образом, происходит постепенное нагревание и обжиг глины. Такие печи работают в непрерывном режиме, что позволяет поддать обжигу большое количество изделий.

Производство клинкера не требует значительных энергозатрат. Высокая стоимость готового материала может быть оправдана лишь затратами на доставку материала (глины) из месторождений. Но цена с лихвой компенсируется за счёт эксплуатационных качеств материала. Именно этот показатель (цена-качество) делает применение клинкера очень популярным в самых разных направлениях строительной индустрии.

Технические и эксплуатационные характеристики клинкера

С помощью высокотемпературной обработки клинкерная плитка получает большинство своих положительных характеристик. Материал практически не имеет пор, поэтому не пропускает влагу и обеспечивает высокую гидроизоляцию помещению. В стенах не накапливается плесень и бактерии, поэтому срок эксплуатации таких стен намного больше обычных.

Клинкерная плитка невосприимчива к щелочам и кислотам, поэтому часто используется для облицовки жилых домов. Такой материал морозостоек, из-за чего его часто применяют при возведении фасадов зданий в регионах с пониженным температурным режимом (клинкер способен выдерживать до 50-80 морозных сезонов). В сравнении с обычной кирпичной кладкой, на которой уже после 1-2 зимних периодов выступают светлые следы, клинкерная плитка сохраняет свой первоначальный внешний вид долгое время.

Клинкер отличается целым рядом преимуществ:

• низкое поглощение влаги;
• экологичность;
• большое разнообразие цветов;
• высокая прочность и морозостойкость;
• неограниченный срок службы.

Данный облицовочный материал очень часто используют вместе с теплоизоляцией, получая идеальное покрытие для фасадов зданий. Такие панели называются термопанелями, и в настоящее время уже имеют большую популярность.

Экструдированный клинкер является одним из самых стойких материалов, которые когда-либо были сделаны.
Происходя из глины, смешанной с водой, он формируется, сушится и медленно обжигается – около 26 — 34 часов, при температуре доходящей до 1250 ° C. Этот процесс вызывает слияние полевого шпата, которые связывают зерна агрегатов, что приводит к достижению самого высокого уровня технических характеристик, наряду с уникальным природным обаянием.

С начала прошлого века и вплоть до 30-х годов в Нидерландах и на севере Германии Клинкер широко используется в качестве полнотелого кирпича, для мощения тротуаров и кладки несущих конструкций фасадов зданий. Его качество и надежность по-прежнему можно увидеть и сегодня на примере многих зданий в Северной Европе, которые прекрасно сохранились.

Начиная с 30-х годов, опорная функция клинкера в строительстве устаревает, из-за введения железобетона в производство несущих стен. Но в Германии вводится новая методика, которая дает клинкеру новые перспективы: формирование методом экструзии, то есть механическим выдавливанием глиняного теста, более легких кирпичей, вертикально соединенных два на два.

С тех пор использование экструдированного клинкера быстро распространилось по всему миру, и многие здания имеют большое историческое и художественное значение. Кстати, в Италии, свое первое использование клинкера было реализовано при строительстве Дворца искусств в Милане, по проекту архитектора Джованни Муцио.

Название «клинкер » происходит от голландских слов «Klinkaerd» и «Klinken», что означает лязгать.

Современные технологии процесса производства клинкера способствуют достижению высокого качества изделий. Рассмотрим некоторые из них.

ЭКСТРУЗИЯ.
Благодаря использованию инновационных систем, производители достигли высокого уровня характеристик однородности и пластичности глиняной массы, которые играют важную роль в получении наилучших результатов формирования изделий.

НАРЕЗКА.
В частности, использование новых штампов позволяет получить плитки совершенно прямые, которые больше не требуют традиционного «скашивания» ребер.

СУШКА.
Автоматическая, контролируемая компьютером и специально предназначена для клинкера, обрабатывается каждое изделие в течение всего этапа сушки, который очень деликатный и особенно важный для равномерной усадки плитки. Для сушки используется тепло от печи, что существенно экономит электроэнергию.

ОБЖИГ.
Печи строятся с использованием самых современных материалов и технологий, для того чтобы обеспечить близкое к нулю потерю тепла и очень высокое термическое единообразие.

ОТБОР.
Эта фаза также автоматическая, управляется электронными устройствами, чтобы гарантировать, что плитка и специальные изделия только самого высокого качества достигали клиентов.

Таким образом, экструдированный клинкер является современным высокотехнологичным отделочным материалом, одним из самых стойких, который используется для отделки балконов, террас, лестниц и фасадов зданий.

21.04.2014

Cодержание:

Клинкерный кирпич - разновидность . От обычного керамического кирпича клинкер отличается высокой плотностью и структурой, которая обусловлена специфической технологией производства. Такой кирпич обжигается до полного спекания черепка.

История клинкерного кирпича

Впервые клинкер появился в Дании, городе в Бокхорно в 1743 г. Там была открыта мастерская по обжигу кирпича, который использовался для строительства дорог. Благодаря глубокому обжигу кирпич получался таким же прочным, как и булыжник, но в отличие от булыжника его было легко укладывать. Впрочем, дело не в простоте укладки: в Дании просто не хватало строительного камня, а завозить его издалека было дорого.

Производство клинкера в России началось в 1884 году в деревне Топчиевка Черниговской губернии. Топчиевский завод использовал шнековые прессы и немецкую печь системы Гофмана. При этом завод не выпускал не кирпич, а колотый керамический камень: сначала вся глина спекалась в единую массу, а затем полученный пласт раскалывался на части и использовался для проведения дорожных работ.

В 1904 году завод перешел на производство полноценного клинкерного кирпича, а в 1908 кольцевая гофмановская печь была заменена камерной. Это резко снизило выход недожога: если раньше доля недообоженного кирпича превышала половину общего объема, то после установки камерной печи его доля сократилась примерно до 25%.

В СССР работала несколько заводов по производству клинкерного кирпича, но их общая производственная мощность была незначительной. Заводы выпускали кирпич для дорожного строительства и кладки печей.

Технология производства клинкерного кирпича

Выбор глины

Для производства клинкерного кирпича используют тугоплавкие глины с высоким содержанием оксида алюминия. Оксид алюминия (Al2O3) снижает вязкость расплава и позволяет уменьшить деформации кирпича при обжиге. Оптимальное содержание Al2O3 составляет 17…23%. Глины с низким содержанием оксиды алюминия дополнительно обогащают, добавляя в шихту каолинитовые глины.

Глины всегда содержат некоторое количество оксидов железа - трехвалентного и двухвалентного. Содержание железа определяет цвет кирпича, который варьирует от вишнево-красного до темно-фиолетового.

Содержание трехвалентного железа (оксид железа Fe2O3) в глине не должно превышать 8%. Это связано с тем, что при воздействии температур около 1000 градусов в условиях обжиговой печи Fe2O3 восстанавливается до FeO, который вступает в реакцию с оксидом кремния, образуя Fe2SiO4 (фаялит) Фаялит формирует на поверхности кирпича корку, которая препятствует окислению углерода и отведению углекислого газа. Несгоревший углерод может образовать вздутия на поверхности клинкерного кирпича. Эту проблему можно решить, снизив скорость нагрева сырца в диапазоне от 900 до 1100 градусов.

• уменьшению интервала спекания глины (сначала глина медленно спекается, давая малую усадку или расширение, а затем происходит резкое плавление, образование жидкой фазы и деформация кирпича под действием собственного веса и веса кирпичей, лежащих сверху);
• повышению пористости кирпича. Углекислый газ, образующийся при термическом разложении CaCO3 (эта соль всегда есть, если есть оксид кальция), расширяется и образует поры.

Кремнеземистый модуль

Кремнеземистый модуль - это величина, характеризующая отношение доли оксида кремния к содержанию оксида алюминия и оксида железа в сумме. Рассчитывается по формуле:

СМ = (Si02 общ ~ Si02 СВОб)/(А1203 -J- Fe203)

Для производства клинкерного кирпича подходят глины с кремнеземистым модулем 3…4,5. Глины с низким показателем имеют узкий интервал температур спекания, что заметно усложняет производство. Из глины с высоким кремнеземистым модулем получается хрупкий кирпич.

Экструзионная технология производства клинкерного кирпича

Суть технологии проста: тщательно перемешанная глина выдавливается из экструдера через отверстие с определенным сечением. Остается только разрезать ленту на отдельные кирпичи и отправить их на обжиг. Линия может дополняться прессом.

Экструзионный метод позволяет получить кирпич высочайшего качества, но энергозатраты на выпуск единицы кирпича достаточно велики. Такой метод широко используется многими известными европейскими производителями. В России есть несколько заводов, выпускающих клинкер методом экструзии, в Украине (по крайней мере, до недавнего времени) был только один - «Керамейя» в Сумской области.

Полусухое прессование

Полусухое прессование позволяет выпускать клинкер с минимальными энергозатратами, но его плотность и механическая прочность при этом будет ниже. При пластическом прессовании высушенная и измельченная глина помещается в формы, где и прессуется. После этого будущий кирпич подвергается сушке при температуре примерно 80 градусов. Продолжительность сушки - 24-45 часов.

Обжиг клинкерного кирпича

Независимо от используемой технологии производства клинкера заключительным этапом его производства является обжиг. Чаще всего для этой цели используют туннельные печи непрерывного обжига. Длина таких печей может превышать 200 метров: передвигаясь при помощи конвейерной ленты, кирпич проходит зоны с разной температурой нагрева. Максимальная температура составляет от 1100 до 1450 градусов. При такой температуре глина полностью спекается и превращается в монолитный керамический черепок.

Характеристики клинкера

ГОСТ

В настоящий момент ГОСТ на клинкерный кирпич находится в разработке. Заводы изготавливают его по собственным ТУ, которые, в свою очередь, основаны на DIN V 105 -100, DIN EN 771-1 и DIN EN 1344.

Виды клинкерного кирпича

По структуре:

• полнотелый - не имеет пустот. Характеризуется высокой плотностью, прочностью и теплопроводностью;
• пустотелый - имеет пустоты, снижающие теплопотери кирпича;

По назначению:

• облицовочный клинкерный кирпич используется для отделки зданий;
• дорожный клинкерный кирпич - применяется в дорожном строительстве;
• печной клинкерный кирпич - используется для строительства печей, каминов и дымоходов.

Отдельно выделяют фасонный клинкерный кирпич, который может иметь разную форму. Он используется для отделки и строительства декоративных сооружений (беседок, клумб, колонн, ограждение и т.п.).

Достоинства и недостатки

Достоинства (плюсы) клинкерного кирпича:

• очень высокая механическая прочность;
• очень высокая морозостойкость;
• долговечность;
• привлекательный внешний вид.

Недостатки (минусы) клинкерного кирпича:

• высокая плотность - требует мощного фундамента, усложняет транспортировку и т.п.
• высокая теплопроводность - увеличивает потери тепла;
• высокая цена.