Производство керамической плитки

Керамическая плитка или кафель (от нем. Kachel) — это, как правило, прямоугольные пластины из обожжённой керамики.

Кафель часто используется для облицовки стен и пола, и может представлять собой как простые квадратные плитки, так и сложную мозаику.

Первые образцы керамической плитки были найдены в Междуречье Тигра и Евфрата. По мнению исследователей первая плитка по размерам и форме напоминала мозаику, которая во втором и третьем тысячелетии до нашей эры использовалась для отделки храмов и дворцов знати. Однако от мозаики такая плитка отличалась целостным рисунком, изображённым на каждой плитке. По толщине она была немного тоньше небольшого кирпича. На лицевую сторону плитки наносился орнамент в виде узоров различной формы. Современная плитка в восточном стиле унаследовала немало общих с плиткой Междуречья тенденций в изготовлении орнамента, однако значение большинства символов безвозвратно утеряно.

Долгое время отделка в вавилонских храмах и дворцах выполнялась покрытым глазурью кирпичом — предшественником керамической плитки. Толщина глазури на таких кирпичах превышала 10 мм, что придавало ей необычайную прочность. Применялась преимущественно бирюзовая и светло-зелёная глазурь, которая наносилась на рисунок. В Вавилоне популярными были рисунки, стилизовавшие растения, животных, геометрические фигуры.

Однако керамическая плитка в том виде, в каком её знаем мы, появилась только в эпоху Ахеменидов — древнеперсидской династии, самым известным представителем которой был Дарий III, наголову разбитый Александром Македонским. В древнеиранских городах Сузе и Персеполе была найдена керамическая плитка размером 15×15 см и толщиной 10 мм. С III века до н. э. по VIII век н. э. монополия на изготовление керамической плитки принадлежала древнеиранским государствам.

Методики изготовления Литьё — глиняная масса разливается по формочкам и обжигается. Это самый древний способ изготовления плитки, но теперь он не используется: края плитки получаются неровными, а плитки — неодинаковыми. Этот метод иногда используется на отдельных мелких фабриках, но такое производство получается дорогим.

Резка — распиливание природного камня (травертина или песчаника) на плитки. Ещё более дорогой метод производства, обладающий, к тому же, малым выходом плиток.

Экструдирование — вытягивание и резка глиняной массы с помощью специального станка.

Прессование — в настоящий момент это самый распространённый и технологичный метод изготовления керамической плитки. Готовые изделия получаются максимально прочными, а также обладают высокими эстетическими качествами. Существуют две основные технологии прессования керамических покрытий: бикоттура и монокоттура.

Укладка керамической плитки Место, куда будет укладываться плитка, и сама плитка должны быть обезжирены и зачищены. Начиная укладку полов керамической плиткой, вам нужно выбрать стену, от которой начнётся работа. Перед укладкой следует промерить помещение рулеткой, чтобы приблизительно иметь представление о размере подрезки у противоположной стены. Не допускайте чтобы оставались слишком тонкие кусочки, подрезая плитку у стены, от которой начинаете укладку. Учитывайте места установки ревизионных люков. Сами плитки перед укладкой не помешает проверить на соответствие размеру (прикладывая одну к другой), часто бывает, что в разных коробках плитки немного отличаются по размеру. Затем нужно покрыть клеем приблизительно один квадратный метр поверхности, и начать укладку плитки. Обязательно проследите за тем, чтобы всё время получившаяся поверхность была ровной, а между плитками не было больших зазоров.

1. Свойства керамической плитки

1.1 Механические характеристики основы

В данную группу объединяются прочностные характеристики по отношению к нагрузкам, которые облицовочное покрытие из керамической плитки способно выдержать без разрушения. Естественно, что в данном случае речь идет о характеристиках, необходимых для напольной плитки.

К механическим характеристикам основы относятся предел прочности на изгиб; максимальная нагрузка изгиба; ударная прочность материала.

Предел прочности на изгиб — это максимальная нагрузка, которую плитка выдерживает, прежде чем разрушиться. Предел прочности материала прямо пропорционален плотности плитки и ее водопоглощению. Чем ниже значение водопоглощения керамической плитки, тем больше ее предел прочности на изгиб. Например, у керамогранита, максимальное водопоглощение — 0,5%, величина предела прочности на изгиб в несколько раз выше, чем у пористой керамической плитки.

Максимальная нагрузка изгиба — это нагрузка, при которой разрушается керамическая плитка. В отличие от предела прочности на изгиб, данная характеристика является свойством не материала, а конкретной керамической плитки. Поэтому она зависит не только от водопоглощения плитки, но также от ее толщины. Чем толще керамическая плитка, тем выше значение ее максимальной нагрузки изгиба. С другой стороны, предел прочности на изгиб оказывает прямое воздействие на максимальную нагрузку изгиба.

Обратите внимание, что международный стандарт EN ISO 10 545.4, определяющий прочностные характеристики плитки, рассчитан на отдельно взятую плитку. Плитка же в составе сплошного напольного покрытия имеет в несколько раз более высокое значение максимальной нагрузки изгиба.

Ударная прочность материала — прочность под воздействием падающих тел. Данный параметр керамической плитки оценивается международным стандартом EN ISO 10 545.5. В целом керамическая плитка отличается невысокой ударной прочностью, поэтому с кафельными покрытиями необходимо быть предельно осторожными и не допускать падения на них острых и тяжелых предметов.

Ударную прочность следует отличать от хрупкости. Хрупким называется материал, который под воздействием механической нагрузки разрушается, исчерпав все свои возможности по упругой деформации.

1.2 Механические характеристики поверхности

плитка керамический облицовка технологический В отличие от механических характеристик основы, данные свойства керамической плитки касаются только ее эксплуатационной поверхности. Опять же, особенно важны эти характеристики для напольной плитки. Самая важная механическая характеристика поверхности — это прочность на истирание, или износостойкость.

Износостойкость тестируется многократными оборотами абразивного материала, который имитирует шаги человека, обутого в туфли, ботинки или сапоги.

Износостойкость глазурованной керамической плитки определяется по методике PEI (EN ISO 105 645.7), разработанной Американским институтом керамики. Собственно говоря, в данном случае речь идет не о стойкости керамики, а о стойкость слоя глазури. А потому под износостойкостью можно понимать необратимую тенденцию к изменению внешнего вида плитки, ухудшение ее эстетических свойств.

По международным стандартам в рамках прочности на истирание керамическая плитка подразделяется на 5 групп, соответствующих 5 степеням износостойкости:

— Группа 0 (PEI 0) — только для стен;

— Группа 1 (PEI I) — для мест с небольшим движением, в которых используется мягкая обувь (ванные комнаты); число оборотов — 150;

— Группа 2 (PEI II) — для помещений с движением небольшой интенсивности, где ходят в домашней обуви: для квартир, коттеджей, за исключением кухонь, прихожих, лестниц и балконов (полы в жилых комнатах, спальнях, ваннах и т. п.); число оборотов 300−600; Группа 3 (PEI III) для помещений с движением средней интенсивности, в которых ходят в обычной обуви, не имеющих непосредственного доступа с улицы. Керамическая плитка данной группы пригодна для укладки во всех помещениях дома или квартиры, гостиницах, небольших офисах, за исключением мест с большим движением — вестибюлей и лестниц в многоквартирных домах, мест для регистрации постояльцев гостиниц и т. п. (полы кухонь, любые помещения в коттеджах, квартирах и т. п.); число оборотов 750−1500; Группа 4 (PEI IV) — для помещений с интенсивностью движения от средней до высокой, подверженных большему истиранию, чем полы в группе 3. Керамическая плитка данной группы пригодна для применения в жилых и общественных помещениях: любые помещения жилых домов, залы регистрации гостиниц, рестораны, офисы, магазины, отели (лестницы и холлы в жилых домах, террасы, балконы, лоджии, полы в офисах и гостиницах и т. п.); число оборотов более 1500; Группа 5 (PEI V) — ISO 10 545 плитки данной группы пригодны к применению на участках с движением любой интенсивности.

— Плитки, включенные в данную группу, заметно отличаются по износостойкости от группы 4. Используются в общественных помещениях с высокой проходимостью (бары, магазины, супермаркеты, торговые площади, станции метро, железнодорожные вокзалы, аэропорты и т. п.). Число оборотов более 12 000.

Группа I (по международному обозначению «РЕМ») наименее устойчива к истиранию. На другом конце шкалы расположена группа V (PEI V) с повышенным сопротивлением к истиранию. На такой плитке не только не остается видимых следов истирания, но и не образуется пятен.

Есть еще группа U (О), которая предшествует группе I и означает, что данная плитка не может быть использована для создания напольного покрытия. Вообще, для облицовки внутренних стен подходит плитка любой группы износостойкости. Впрочем, покупать плитку группы V в данном случае является неоправданным расточительством.

Каждая последующая степень износостойкости означает увеличение срока службы напольного покрытия примерно на одну треть. Изнашиваемость плитки со светлой глазурью более очевидна, так как на ней лучше видны любые изменения глазури. При этом матовая глазурь является более стойкой к истиранию, чем блестящая, на которой следы видны уже на ранних стадиях эксплуатации независимо оттого, к какой группе принадлежит плитка.

Прочность на истирание применительно к неглазурованной плитке имеет несколько иную природу, а значит, и иные стандарты. В данном случае корректнее говорить о прочности на снятие материала. Дело в том, что в процессе эксплуатации неглазурованная плитка в целом сохраняет свои декоративные качества, в отличие от глазурованной, но все больше и больше истончается, обнажая ниже расположенные слои, одинаковые по составу и цвету с поверхностью. К тому же поврежденную поверхность из неглазурованных плиток можно реанимировать посредством полировки или прочей декоративной отделки. Требования к прочности на снятие материала неглазурованной плитки определяются международным стандартом EN ISO 10 545.6.

Степень изнашиваемости неглазурованной плитки во многом зависит от типа завершающей обработки, которой лицевая поверхность плитки подверглась на заводе или после укладки — от шлифовки, полировки, пропитки синтетическим составом и пр. Важным для данной характеристики является и степень водопоглощения материала: чем она выше, тем ниже износостойкость неглазурованной плитки. Именно поэтому наибольшей износостойкостью отличаются неглазурованный керамогранит и клинкер.

Поверхностная стойкость керамической плитки, под которой подразумевается стойкость к образованию царапин, порезов и потертостей определяется по шкале Мооса. Выясняется стойкость поверхности путем воздействия на плитку природными материалами разной степени твердости.

Чем больше класс, тем выше поверхностная стойкость керамической плитки. Минимальные требования к поверхностной стойкости глазурованной плитки — 6 степень (Moос 6).

Другими важными показателями керамической плитки по международным нормам ISO являются влагопоглощение (способность плитки впитывать влагу за определенный промежуток времени в процентном отношении к ее массе) и способ изготовления (прессование или экструдирование). Показатели приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Показатели водопоглощения плитки

Как видно из табл. 3.1, чем меньше номер группы, тем ниже влагопоглощение, а значит, выше морозостойкость плитки. Группы I и II считаются морозостойкими, а группа III годится только для внутренней отделки. В каталогах и на упаковке плитки должны стоять такие буквы с цифрами: A I или В I, например, A I для морозостойкой плитки или В III — для неморозостойкой. Понятно, что морозостойкая и более прочная плитка (ведь она наименее пористая) будет отличаться по цене от аналогичной неморозостойкой.

Величина показателя водопоглощения имеет значение только при выборе материала для облицовки бассейна. Во всех остальных случаях (при эксплуатации внутри помещений) этот параметр не оказывает заметного влияния на потребительские свойства керамической плитки. Совершенно иная ситуация складывается при использовании плитки вне помещения: морозостойкость керамических изделий напрямую зависит от водопоглощения материала.

Еще один важный критерий качества плитки, установленный европейскими нормами, — формат и внешний вид. Плитка должна иметь четко установленные размеры, абсолютно правильные углы, идеально ровную поверхность. Для глазурованной плитки очень важна равномерность глазурованного покрытия: одинаковая прокрашенность, отсутствие подтеков или белесых краев. Необходимо отметить, что плитка одного и того же артикула может отличаться двумя параметрами — тоном и калибром.

Тон — это хроматическая тональность данной партии плиток. При промышленном производстве плиток по причинам технологического свойства практически невозможно добиться того, чтобы все плитки были идентичной тональности. Обычно обнаруживаются небольшие расхождения в цвете.

Они становятся очевидными лишь при сопоставлении плиток друг с другом, причем во всем остальном плитки идентичны. Поэтому по окончании производственного цикла, еще до упаковки, производится сортировка, в ходе которой не только выбраковываются экземпляры с дефектом, но и группируются плитки, однородные по тону. Во многих случаях тон указан буквой, проштампованной на упаковке (например, тон А, тон В).

Калибр — это фактический (производственный) размер плитки в мм (W). По причинам, названным ранее, и особенно при производстве плиток с очень плотной основой на выходе из печи изделия могут отличаться по размерам. В таком случае они также сортируются по партиям одинакового размера с допуском разницы, устанавливаемой нормой. Фактический размер указывается на упаковке рядом с номинальным для данной плитки: например 20Ч20 см (W 198Ч198 мм), где 198 и есть фактический размер; или 20Ч20 см — калибр 01.

Очень важный параметр качества — сопротивление плитки растрескиванию. Плитка с так называемой цекой (мелкая паутинка трещин) является бракованной. Отклонения от установленных норм допускаются, но только микроскопические. От несоответствия плитки этим параметрам напрямую зависит ее сорт.

По международным нормам вся маркировка изделий 1-го сорта выполняется красной краской, 2-го сорта — синей, 3-го — зеленой.

Следует иметь в виду, что образование микротрещин на глазурованной поверхности плитки может быть вызвано некоторыми особыми условиями окружающей среды или эксплуатации. Этот дефект может уже присутствовать в плитке на момент укладки или проявиться позднее и может быть связан с несоответствием изделия требованиям норм или неквалифицированной укладкой (неправильно выбранные клеи и раствор, их нанесение в чрезмерном количестве и т. д.).

1.3 Термогигрометрические характеристики

Термогигрометрические характеристики — это стойкость к низким температурам; стойкость к тепловым ударам; стойкость к резким перепадам температур; тепловое расширение; расширение под воздействием влаги; стойкость к образованию кракелюроз.

Иными словами, в данную группу объединены характеристики стойкости по отношению к определенным температурным и влажностным условиям.

Стойкость к низким температурам — это способность керамической плитки выдерживать высокую влажность при температуре не выше 0 °C. Данная характеристика не имеет значения применительно к керамической плитки, предназначенной для облицовки внутри помещения. Международный стандарт для стойкости к низким температурам — EN ISO 10 545.12. В первую очередь данный параметр зависит от водопоглощения материала.

Плотная плитка с низким водопоглощением отличается большей стойкостью к низким температурам. Из-за плотной структуры влага не впитывается плиткой, что исключает ее разрушение изнутри в результате превращения влаги в лед, обладающим меньшей плотностью и соответственно большим объемом. Однако не всякая пористая плитка является уязвимой к низким температурам. Так, экструдированная неглазурованная плитка котто с водопоглощекием, достигающим 15%, способна выдерживать низкие температуры без особого ущерба для себя. Причина — в особой форме и размерах пор, а также характере их распределения.

Стойкость к тепловым ударам — это стойкость к резким, повторяющимся скачкам температуры. Применительно к облицовочному покрытию это качество означает способность плитки переносить без разрушения и потери эстетических качеств временные контакты с нагретыми или, наоборот, охлажденными предметами. Данное качество особенно важно для кухонной плитки.

Тепловое расширение — это способность материала изменять размеры в условиях изменения температурного режима: расширяться — при повышении температуры и сжиматься — при ее понижении. Для керамической плитки коэффициент линейного теплового расширения соответствует следующей величине: при повышении температуры на ГС облицовка из керамической плитки удлиняется на 4−8 сотых миллиметра из расчета на каждый метр исходной длины.

Особенно важно тепловое расширение для плитки, предназначенной для наружной облицовки, так как снаружи помещения температура претерпевает довольно значительные колебания. Чтобы предотвратить разрушение наружной облицовки, особенно на большой площади, предусматривают специальные температурные швы.

Расширение под воздействием влаги — увеличение размеров керамической плитки в условиях повышенной влажности (в мм/м). Расширение под воздействием влаги обусловлено пористой структурой плитки.

Стойкость к образованию кракелюров тестируется только у глазурованной плитки. Кракелюры — это микроскопические трещины в толще глазури. Они либо появляются в процессе эксплуатации плитки, и в данном случае являются дефектом, либо наносятся на глазурь специально с целью создания эффекта «старения». Но и во втором случае кракелюры нарушают непрерывность глазури, а значит, и водопроницаемость плитки. Причин образования кракелюров в процессе эксплуатации может быть несколько. Например, несоответствие коэффициентов линейного расширения основы и глазури, неправильная укладка плитки (в частности на плохой раствор), эксплуатация плитки в определенных температурных и гигрометрических условиях.

1.4 Химические характеристики

Химические характеристики связаны с сопротивляемостью керамической плитки агрессивному воздействию веществ, способных войти в соприкосновение с ее поверхностью. Речь идет о следующих свойствах плитки: стойкости к воздействию химических реагентов (кислот и щелочей); стойкости к образованию пятен.

Химические характеристики керамической плитки являются характеристиками ее поверхности и зависят главным образом от структуры и прочих параметров поверхностного слоя. Чем более пористой является поверхность плитки, тем ниже ее стойкость к воздействию агрессивных сред, так как она активно впитывает в себя химические реагенты и грязь. Более того, форма пор затрудняет удаление химических реагентов и грязи с поверхности плитки.

В связи с вышесказанным становится очевидным, что глазурованная плитка с точки зрения химической стойкости является более предпочтительной, чем неглазурованная. Не пропускающая жидкость глазурь делает поверхность керамической плитки более плотной и неуязвимой для некоторых химических веществ, особенно щелочей. В целом защитная способность глазури во многом зависит от ее цвета (некоторые пигменты делают плитку уязвимой к действию кислот) и наличия рисунка. В некоторых случаях поверхность плитки намеренно пропитывают защитными составами.

Стойкость к воздействию химических реагентов подразумевает стойкость поверхности керамической плитки к воздействию химически агрессивных веществ, нарушающих эстетические достоинства плитки и приводящих к ее разрушению. Речь идет о кислотах и щелочах, а также продуктах, включающих эти вещества в свой состав (в том числе моющих средствах, продуктах питания и пр.).

Химические реагенты могут оказывать на керамическую плитку двойственное воздействие:

— с поверхностью плитки или одной из ее составляющих в химическую реакцию (большинство покрытий керамической плитки являются химически инертными, а потому применительно к ним данное воздействие неактуально);

— впитываться в поверхность плитки и оставаться в ней на протяжении длительного времени.

Наибольшей стойкостью к воздействию химических реагентов отличаются керамогранит и в чуть меньшей степени клинкер, которые обжигают при высоких температурах, благодаря чему плитка приобретает не только плотную структуру, но и химическую инертность.

Стойкость к образованию пятен — это частный вариант стойкости к воздействию химических реагентов, а именно стойкость к веществам, вызывающим образование пятен. В целом керамическая плитка относится к тем облицовочным материалам, которые отличаются повышенной стойкостью к образованию пятен и легко поддаются чистке, что во многом и определяет ее популярность.

Наибольшей стойкостью к образованию пятен обладают плитки с плотной структурой. Ибо чем плотнее поверхность плитки, тем меньше возможностей для проникновения в нее пятнообразующих веществ.

По критерию устойчивости к агрессивным средам выделяют несколько классов керамической плитки:

АА — нет изменений внешнего вида;

А — незначительные изменения внешнего вида;

В — средние изменения внешнего вида;

С — частичная потеря внешнего вида;

D — полная потеря внешнего вида.

Это совсем не означает, что плитка класса С обязательно потеряет свой внешний вид до безобразного состояния. Многое зависит оттого, как вы будете ухаживать за облицовочным покрытием, и будете ли это делать вообще. Понятно, что в заботливых руках даже плитка класса D будет долго сохранять свои декоративные достоинства.

1.5 Характеристики безопасности

Данные характеристики отвечают за безопасность применения керамической плитки.

Главная характеристика безопасности — коэффициент трения и скольжения поверхности плитки. С ростом коэффициента трения уменьшается риск поскользнуться.

Согласно международным нормативам, выделяют 4 категории безопасности керамической плитки:

0−0,19 — опасно;

0,2−0,39 — на грани опасного;

0,4−0,74 — удовлетворительно;

0,75 и выше — отлично.

Самые жесткие требования к коэффициенту трения поверхности предъявляются к напольной плитке, предназначенной для облицовки общественных помещений с интенсивным трафиком и возможностью занесения на ее поверхность воды и других скользких сред, а также для уличных мостовых.

Высокий коэффициент трения достигается приданием поверхности как не глазурованной не глазурованной, так и глазурованной плитки шероховатости, рельефности и шершавости. Одновременно это влечет за собой ухудшение санитарно-гигиенических свойств плитки, так как затрудняет ее чистку.

Уменьшение коэффициента трения происхоит при попадании на поверхность плитки масел, жиров и т. п. веществ, а также воды, особенно если поверхность керамической плитки является гладкой и полированной.

Еще одна важная характеристика глазурованной керамической плитки — это выделение свинца и кадмия. Эти опасные для здоровья человека металлы иногда входят в состав глазури. Контроль за их содержанием особенно важен, если облицовка предполагает контакт с продуктами питания (например, плитка на столешнице кухонного стола).

2. Типы керамической плитки

В настоящее время существует несколько основных способов производства керамической плитки:

— прессование и затем двойной обжиг (бикоттура);

— прессование и одинарный обжиг (монокоттура);

— монопроза;

— экструзионная технология (котто и клинкер).

Прессование и затем двойной обжиг (Бикоттура (Bicottura)) — производится эмалированная керамическая плитка, предназначенная для облицовки стен внутри помещений. Эмаль придаёт керамической плитке блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает керамическое тело плитки от проникновения влаги. Весь цикл производства этого типа керамических плиток происходит за два процесса обжига: первый — для создания основы, и второй — для закрепления эмали. Тело керамической плитки («печенье») получается таким путём: сначала, в специальных формах прессуется увлажнённая масса из красной глины, затем, она обжигается при температуре до 1040 °C.

Такая керамическая плитка считается пористой, с показателем водопоглощения до 10%. Толщина печенья, как правило, составляет 5−7 мм. Этот вид керамической плитки уступает по прочности всем другим, таким образом, может применяться исключительно в интерьерах.

Создание печенья — это отдельный производственный цикл, по окончании которого керамическая плитка проходит контроль планиметрических параметров и линейных размеров и, в случае несоответствия керамической плитки заданным параметрам, отбракованные образцы автоматически снимаются с конвейера и идут на переработку. Ко второй фазе обжига — фазе нанесения эмали, отбракованные керамические плитки не допускаются. Эмаль, покрывающая керамическую плитку двойного обжига, может быть глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, как, например у монокоттуры, поскольку не предполагается, что эта керамическая плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам, например, по ней будут ходить. Вместе с тем эмаль достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики, а также к косметическим и гигиеническим средствам, которые могут контактировать с поверхностью керамической плитки в ванных комнатах.

Внешне, керамическую плитку этого типа отличает:

— относительно небольшая толщина;

— красно-коричневая глиняная основа;

— небольшая масса;

Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого — чаще всего базового в серии, и дополнительных более тёмных, и с большим количеством декорированных элементов, изготавливаемых двумя различными способами:

С дополнительным третьим обжигом — предварительно сделанные керамические плитки нарезаются под нужный размер — если необходим отличный от основного формата размер декора (например, бордюр) и на него наносится ещё один слой эмали с последующим обжигом для закрепления рисунка.

С помощью гипса — для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляется гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда просто сушка без обжига). Это более трудоёмкий, долгий и дорогой процесс.

По такой технологии производится, например майолика (метлахская плитка) и плитка коттофорте (cottoforte). Эти виды плиток изготавливаются из красной глины и покрываются непрозрачной глазурью. Майолика применяется для облицовки внутренних стен. Плитка коттофорте в основном используется для внутренних полов, но может использоваться и для облицовки стен.

Терралья — для производства этой плитки также применяется технология двойного обжига, но используется более дорогое сырье (белые глины), что повышает технические характеристики. Плитка имеет белый цвет. На поверхность наносится рисунок и глазуруется. Терралья используется для облицовки стен внутри помещений.

Фаянс (белая керамика) как видно из названия плитка также изготавливается из белых глин. Применяется технология двойного обжига, затем плитка глазуруется. Применяется для отделки внутренних полов.

Прессование и одинарный обжиг (Монокоттура (Monocottura)) — изготавливается керамическая эмалированная плитка, подходящая как для облицовки стен, так и для укладки на пол. Некоторые её виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данный тип снаружи помещений. Весь процесс изготовления происходит за один цикл обжига. Специально подготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных барабанах и одновременно увлажняется.

Затем подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных силосах практически до состояния взвеси, и подаётся через дозатор необходимыми порциями на транспортную ленту с последующим помещением в пресс-форму, где происходит равномерное распределение строго дозированного количества этой смеси по всей форме штампа. Надо отметить, что размер прессованных керамических плиток на этом этапе превышает номинальный размер примерно на 7−10% (примерно соответствует содержанию влаги в замесе после пресса), то есть керамическая плитка, имеющая размер по каталогу 30Ч30, имеет пока ещё размер приблизительно 33Ч33. Всё это происходит потому, что в процессе сушки и окончательного обжига керамическая плитка сужается, уменьшаясь в размерах, и это как раз объясняет наличие калибров, присваиваемых керамической плитке.

После выхода из-под пресса, керамические плитки направляются в специальную камеру окончательной подсушки, и далее на участок, где на ещё необожженную керамическую плитку наносится эмаль, которая после обжига защищает тело плитки и придаёт задуманный изначально дизайн. После нанесения эмали, керамическая плитка подаётся в печи длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры до 1200 °C, и затем плавно остывая, керамическая плитка проходит одинарный обжиг, в результате которого основа приобретает исключительную твёрдость и на ней закрепляется эмаль, образуя прочное единое целое. Весь процесс обжига строго контролируется с помощью компьютеров на каждой фазе нахождения в печи. После выхода из печи, керамическая плитка приходит на участок дефектоскопического и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.

Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждая керамическая плитка попадает на так называемые рельсы, расположенные по краям керамической плитки и по центру прокатывается ролик, воздействующий на плитку с определённой нагрузкой. Если керамическая плитка имеет дефект, то она не выдерживает нагрузки и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки.

Основные отличия монокоттуры от бикоттуры:

1. Большая плотность материала, в результате использования более мощного пресса, и большей температуры обжига, и как следствие, наличие серий с низким водопоглощением (< 3%) и, соответственно, морозостойких;

2. Более толстая и прочная основа керамической плитки;

3. Более прочная, износостойкая эмаль.

Эмаль у керамических плиток одинарного обжига кроме повышенных прочностных характеристик обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые виды этой керамической плитки обладают также повышенной стойкостью к агрессивным химическим средам.

Производятся два типа декоров для монокоттуры: напольные и настенные.

Производство напольных декоров очень похоже на производство основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного формата наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому прочность эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры (в случае, если серия имеет ещё и рекомендованное дизайнерами фабрики назначение как «настенная для интерьеров») делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного поля.

Во многих случаях керамическая плитка монокоттура предлагается как напольная, соответствующего цвета и размера для некоторых серий бикоттуры, таким образом, дополняя их, или же может предлагаться самостоятельными сериями с настенными декорами и быть рекомендованной к использованию как настенная, так и напольная.

Слабопористая плитка. Слабопористая плитка применяется для облицовки полов внутри и снаружи помещения. Она характеризуется высокой стойкостью к механическому воздействию и морозу. В процессе обжига слабопористая плитка подвергается повышенной усадке и продается отсортированной по размерам партиями.

Высокопористая плитка. При изготовлении вносятся специальные добавки, уменьшающие усадку в процессе обжига. Для такой плитки возможна очень плотная укладка (с узким швом). Эта плитка имеет повышенную пористость, большее водопоглощение и низкую механическую прочность, поэтому пригодна только для облицовки стен.

Плитка, глазурованная под давлением. Глазуровка смеси под давлением производится одновременно с приготовлением самой смеси. Слой глазури подвергается прессованию вместе со смесью и далее обжигается. Плитка, глазурованная под давлением, имеет низкую пористость. Слой глазури более толстый, чем у других видов плитки, позволяет использовать ее для облицовки полов, подвергаемых высоким нагрузкам при интенсивном движении.

Керамический гранит также называют: плитка грес, гранитогрес, каменная плитка из искусственного камня. Отличия керамического гранита от керамической плитки обусловлены технологией изготовления этого материала. Отличают керамический гранит от плитки по боковому срезу — на срезе керамического гранита рисунок тот же, что и на поверхности.

Производство керамического гранита является высокотехнологичным процессом. Керамический гранит получают из белой специальной глины с добавлением полевых шпатов, кварца и минералов. Сначала тщательно перемешанная масса прессуется под сверхвысоким давлением (до 400 МПа) на современных гидравлических прессах, в результате чего формируются плиты, которые затем обжигаются опять же при очень высокой температуре (1200−1300 °C). В результате высокотемпературного обжига, необходимого для спекания мельчайших крупинок минералов, плитки керамического гранита становятся однородными, предельно прочными и стойкими к различным воздействиям.

Изделие окрашивается на стадии изготовления: для придания керамограниту необходимого цвета в сырьевую массу вводят минеральные пигменты. Таким образом, цвет распределяется по всей толщине плитки, придавая ей однородную структуру, напоминающую природный гранит. Благодаря такой технологии производства свет и ультрафиолетовые лучи не оказывают влияния на интенсивность цвета. Кроме того, возможно изготовление большого разнообразия цветов и рисунков.

В отличие от керамических плиток керамический гранит обладает более высокими показателями износостойкости (относится к самому высокому классу — PEI V), сопротивления механическим и климатическим воздействиям, морозостойкости, устойчивости к ультрафиолетовым излучениям, и т. п. Материал обладает чрезвычайно низким водопоглощением (порядка 0,05%), что объясняется плотной структурой материала, и, соответственно, обеспечивает гарантированную морозоустойчивость. Керамический гранит не реагирует на воздействие кислот и щелочей, даже в концентрированном виде (за исключением плавиковой кислоты и производных). Еще одной важной характеристикой керамического гранита является его высочайшая механическая прочность, которая позволяет использовать материал в сложных условиях (ударная или ветровая нагрузка, внутренние напряжения, вызванные перепадами температур, и т. д.). Препятствует распространению огня.

И, наконец, отдельной характеристикой керамогранита является его превосходное эстетическое качество, дающее бесконечные возможности для подбора цветовых решений, и широкий спектр разнообразных форматов. В зависимости от способа обработки поверхность керамогранита может быть различной: полированной, полуполированной, матовой (лощеной), рельефной (под дикий камень) и противоскользящей (с рисунком в виде насечек).

Матовый керамогранит. Такая поверхность не подвергается никакой дополнительной обработке — эта та самая фактура, которая выходит из обжиговой печи. Поверхность не имеет блеска, зато обладает очень высокой твердостью (7−8 баллов по шкале МООСа) и наивысшими эксплуатационными характеристиками, что позволяет применять керамогранит этого вида в самых жестких температурных условиях и воздействия влаги.

Полуполированный и полированный керамогранит. Такой керамогранит имеет великолепный «зеркальный» блеск, однако обработка поверхности абразивными материалами несколько снижает знаменитые свойства керамогранита. При этом нарушается структура микропор, снижается износостойкость и повышается влагопоглощение. Так же, как и полированный природный камень, этот керамогранит требует ухода: сразу после укладки его необходимо обработать специальными мастиками, создающими дополнительный защитный слой, и периодически эту процедуру повторять. В качестве настенного покрытия полированный керамогранит практически не имеет ограничений по использованию, а вот полы из него не стоит укладывать в местах, где они часто будут встречаться с песком и водой. В первом случае произойдет разрушение полировки, а во втором дело может закончиться травмами — при попадании воды на полированный керамогранит он становится почти таким же скользким, как обычный лёд.

Лощёный или сатинированный керамогранит. Этот вид получают путем нанесения на поверхность плиток перед обжигом слоя минеральных солей. В результате поверхность приобретает своеобразный мягкий блеск, при этом не нарушается ее структура и сохраняются высочайшие эксплуатационные характеристики.

Структурированный керамогранит. Такой тип обработки представляет собой практически неограниченное множество самых различных видов поверхности. Это фактуры «скала» и «дерево», и различные рельефные фигуры (от простого кленового листа до сложных композиций), и противоскользящие насечки для ступеней. Как правило, все упомянутые фактуры выполняются посредством фигурных пресс-форм, поскольку обработка уже готового керамогранита невыгодна экономически (дополнительные затраты на специальные станки и абразивы) и снижает эксплуатационные характеристики продукции.

Мозаичный керамогранит. Традиционная мозаика — вещь довольно дорогая и трудоёмкая в укладке, но с декоративной точки зрения необычайно эффектная. Многие заводы освоили технологию производства мозаики из керамогранитной плитки, полностью имитирующей различные виды этого древнего отделочного материала. Причем выпускается мозаичный керамогранит как серийных коллекций, так и на заказ.

Декоративные элементы. Многие производители выпускают серии или коллекции, которые представляют собой не только базовую плитку, но и содержат выполненные в едином дизайнерском решении декоративные и функциональные элементы (ступени, бордюры, угловые и фронтальные детали для облицовки подоконников и столешниц, фигурные рамы для зеркал и т. д.). Фигурные элементы могут быть произведены как по стандартной технологии прессования, так и экструзионным методом. В последнем случае сырьевую массу подают под огромным давлением через вертикально расположенные профильные отверстия — фильеры. Выдавленный из фильеры профиль режут в окончательный формат и отправляют на обжиг.

Монопороза (monoporosa) — это отдельный вид керамической плитки одинарного обжига. Этот тип керамической плитки производится по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига тела керамической плитки и нанесённой глазури. В этом она полностью схожа с монокоттурой. Но благодаря использованию несколько иных компонентов при приготовлении замеса, физические свойства, и, соответственно, область применения данной керамической плитки, существенно отличаются, и являются более близкими плиткам бикоттуры. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. При обжиге, в результате химических процессов, образуется высокопористая белая масса, с высоким водопоглощением (до 15%). Прочность такой керамической плитки заметно меньше чем прочность традиционной монокоттуры, поэтому основа имеет толщину 12 мм. Естественно, что применятся такая керамическая плитка может только внутри помещений.

Данная технология позволяет выпекать плиты больших форматов практически идеальных размеров, которые, после дополнительной механической обработки граней (ректификации), можно укладывать с минимальными швами. При производстве бикоттуры, где сама основа производится из красных глин, светлая эмаль должна быть достаточно толстой, что не потерять цвет, у монопорозы же белая основа позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Эти две характеристики диктуют и стилистическое исполнение плиток монопорозы, — цвета в сериях обычно имитируют натуральный мрамор. Декоры изготавливаются как традиционным способом — нанесением рисунка на керамическую плитку, так и с помощью резки водой под большим давлением на специальном оборудовании: таким способом можно получить очень красивый сборный декор, используя, в том числе, и кусочки натурального камня.

Белая пористая основа и тонкий слой эмали требуют особых правил работы с керамическими плитками монопорозы: для укладки необходимо использовать клеящий состав белого цвета, затирать швы необходимо очень аккуратно, стараясь не повредить эмаль. Поверхность для укладки керамических плиток большого формата должна быть идеально ровной.

Ректификация — это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок, как матовой, так и полированной керамической плитки на специальных станках, для придания всем без исключения керамическим плиткам в серии единого размера в каждом формате. Оборудование настроено таким образом, что обрабатывает также и разные форматы в одной серии по заданному шаблону так, что, например, в одной керамической плитке 30Ч30 по длине укладываются две керамические плитки 15Ч15, или в одной керамической плитке 45Ч45 — одна керамическая плитка 30Ч30 и одна 15Ч15. Эта операция позволяет укладывать керамические плитки разных форматов, а также сочетать матовые и полированные керамические плитки одной серии с минимальными швами, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неректифицированных керамических плиток.

Клинкерная плитка. Клинкерную плитку иногда называют просто клинкером, хотя настоящий клинкер — это облицовочный кирпич, очень прочный, не впитывающий влагу огнеупорный кирпич из обожженной по особому способу глины. Клинкер относится к группе каменно-керамических материалов, изготовляется из высокопластичных глин. Поскольку фасадная плитка выполняет те же функции, что и облицовочный кирпич — наружная отделка зданий, а также часто изготавливается в форме кирпичей (для имитации кирпичной кладки), то такое смешение названий допустимо.

Другое название — клинкер строительный, клинкерные изделия. В целом клинкерные изделия — это обожженные до полного спекания изделия из глины, обычно имеющие форму кирпича. Название «клинкер» происходит от голландского «klink», что означает «чистый звон», поскольку именно такой звук должен издаваться при постукивании настоящих клинкерных плит друг о друга, что позволяет отличить подлинную керамическую плитку от плиток из других материалов. Клинкером также называют полуфабрикат при производстве цемента, представляющий собой спечённую смесь известняка и глины (или шлака).

Клинкер относят к элитному, высококачественному отделочному материалу. Это признание он получил за высокие показатели прочности и долговечности. Клинкерная плитка имеет низкую пористость, высокую механическую прочность и стойкость к истиранию и химическим агентам, что делает ее особо пригодной для устройства внутренних и наружных полов, лестниц, для облицовки наружных стен зданий (цоколей и фасадов), а также для облицовки плавательных бассейнов. Клинкерная плитка — огнестойкий материал, поэтому часто используется при отделке каминов, печей. Также применяется для мощения дорог, облицовки гидротехнических сооружений, футеровки резервуаров в химических производствах.

Клинкер изготавливается из неоднородных видов глины с добавлением окисей-красителей, флюсов и шамота. Клинкерная плитка бывает прессованной или экструдированной.

3. Технология получения керамической плитки

Керамические плитки по назначению делятся на три группы:

1) фасадные (глазурованные и неглазурованные), используемые для наружной облицовки;

2) фаянсовые глазурованные плитки, используемые для внутренней облицовки;

3) плитки для полов.

В качестве основного сырья для производства фасадных плиток используются светложгущиеся глины и добавочные материалы — шамот, дегидратированные глины или кварцевый песок.

Для изготовления фаянсовых плиток применяются светложгущиеся огнеупорные глины и каолины, отощающие добавки (кварцевый песок, бой изделий, обожженный каолин, бой шамота), плавни (полевой шпат, нефелин, сиенит, перлит).

Они, как правило, обжигаются два раза: первый — длительный (бисквитный), второй — политой, во время которого происходит закрепление глазури на ранее обожженном черепке. На ряде заводов уже освоен одноразовый обжиг плиток, обладающий рядом преимуществ по сравнению с двукратным. При однократном обжиге составы керамических масс корректируются в сторону увеличения содержания обожженного каолина, что увеличивает прочность и водоустойчивость плиток после сушки.

Для изготовления плиток для полов используются высококачественные высокопластичные низкоспекающиеся глины.

Для производства фасадной неглазурованной керамики сырье обычно подготавливается полусухим или шликерным способом. Для плиток, формуемых полусухим способом, используются коленорычажные, ротационные, гидравлические и фрикционные прессы, в которых давление составляет 7−20 МПа.

Для плиток, формуемых пластическим способом, применяются шнековые ленточные, вакуумные и вертикальные (трубные) прессы. После формования плитки направляются в туннельные или радиационные сушилки, где высушиваются до остаточной влажности 3−4% при продолжительности сушки около 24 ч.

Обжиг производится в туннельных или роликовых печах при температуре, зависящей от вида сырья: для изделий из огнеупорных глин — 1200−1300 °С, тугоплавких — 1080−1160 °С, легкоплавких — 950−1000 °С. Продолжительность обжига — 40−120 ч.

Из бункера через сито-бурат пресс-порошок загружается в пресс. Отпрессованные плитки по роликовому конвейеру поступают в сушилки, где высушиваются до влажности 2,5%. После подсушивания их глазуруют с помощью дисковых распылителей и пульфонов и подают снова в сушилку по роликовому конвейеру для подсушки. Избыток глазури сливается в специальную емкость и вновь возвращается для глазурования. После вторичного подсушивания при температуре 30−40 °С до остаточной влажности 0,5% плитки складывают в стопы на специальные поддоны и подают в роликовую туннельную печь для обжига. После обжига их калибруют и транспортируют на склад.

Производство фасадных глазурованных плиток возможно и методом литья. Плитки, получаемые таким методом, имеют толщину (в зависимости от типоразмера) от 1 до 3,5 мм.

Технологический процесс изготовления литых керамических изделий продолжается 2−2,5 ч вместо 48−50 ч при производстве плиток полусухим способом.

Для производства керамических плиток методом литья необходимы лещадки (подставки), разделительный слой, плиточный слой и глазурь.

Рис. 1. Технологическая схема поточной линии по производству фасадных глазурованных плиток:

1 — бункер с пресс-порошком, полученным в башенной распылительной сушилке;

2 — пресс полусухого прессования; 3 — сушилка с роликовым конвейером; 4 — дисковые распылители глазури; 5 — роликовый конвейер; 6 — емкость для сбора излишков глазури; 7 — сушилка с роликовым конвейером; 8 — поддоны на тележках для глазурованных плиток; 9 — роликовая щелевая печь.

Лещадки — это керамические подставки из шамотной массы, предназначенные для установки на них плиток и впитывания из них влаги. К ним предъявляется ряд требований: точные размеры, ровная гладкая поверхность, высокая фильтрующая способность, малый коэффициент термического расширения, достаточная механическая прочность, низкая истираемость, минимальное изменение скорости всасывания влаги из шликера при многократном использовании.

На лещадки для удержания на них плиток наносят разделительный слой толщиной до 0,25 мм обычно из смеси известняка (90%) с бентонитом (10%). Сырьевые материалы для разделительного слоя измельчают мокрым помолом до остатка 0,5−2% на сите 10 000 отв./см² (0,063 мм). Влажность смеси 68−95%, средняя плотность получаемого шликера — 1100−1300 кг/м³. Излишняя влага впитывается лещадкой.

Основной слой плитки — плиточный. Его готовят из тощих масс и наносят в два приема после исчезновения зеркала влаги с предыдущего слоя. Толщина слоев 1,5−2 мм.

Глазурь готовят из фритты с последующим добавлением при помоле 9% каолина. Она наносится либо поливом, либо пульверизацией. Излишняя влага впитывается лещадкой. Толщина глазури 0,25 мм.

Время формирования разделительного слоя 25−30 с, плиточного — 180−270, глазурного — 180−240 с.

В результате последовательного нанесения слоев образуется массив, который перед сушкой с помощью ножей разрезают на плитки требуемых размеров.

Сушатся плитки в сушилках, оборудованных сетчатым конвейером и инжекционно-многоструйными газовыми горелками. Время сушки 14−35 мин, остаточная влажность 0,2−2%.

Обжиг плиток осуществляется в многоканальных щелевых печах при температуре 930−1080 °С в течение 2 ч. Температура лещадок и плиток после выхода из печи 35−40 °С.

Мелкие плитки обычно набирают в виде ковров на специальных машинах. Плитки раскладывают по заданному рисунку тыльной стороной вниз. На полученный рисунок из плиток наклеивают крафт-бумагу столярным (костным) клеем или мучным клеем. Основные требования к клею — низкая водостойкость, хорошее сцепление с плиткой и бумагой, жизнеспособность не менее 4 ч, низкая стоимость. Полученные ковры размером 400Ч560 или 615Ч407 мм направляют на сушку при температуре 50−60 °С в течение 8−12 ч.

4. Изделия керамические для внутренней облицовки

Для внутренней облицовки ванных комнат, бань, прачечных, больничных и других помещений керамические плитки прочно вошли в строительную практику. В зависимости от назначения для внутренней облицовки применяют плитки для облицовки стен и полов.