Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор литературы 10
1.1 Характеристика ассортимента керамического кирпича 10
1.2 Номенклатура потребительских свойств товаров 16
1.3 Формирование потребительских свойств керамического кирпича в процессе производства
1.4 Исследования путей совершенствования потребительских свойств, формирующихся в процессе производства керамического кирпича
1.4.1 Основные сведения о процессе сушки 27
1.4.2 Дефекты изделий, возникающих в процессе формования и сушки
1.4.3 Способы устранения дефектов, возникающих в процессе формования и сушки
1.5 Характеристика глинистого сырья Республики Башкортостан, применяемого для производства керамического кирпича
1.5.1 Качество керамического кирпича из сырья Республики Башкортостан
1.6 Оценка уровня качества товаров 41
1.7 Выводы по главе 1 45
2 Объекты и методы исследования 47
2.1 Характеристика сырья, используемого при производстве керамического кирпича
2.2 Методы исследования 56
2.2.1 Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости
2.2.2 Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе
2.2.3 Методики исследования фазового состава и микроструктуры керамического кирпича
3 Совершенствование формирования потребительских свойств керамического кирпича
3.1 Технология устранения свилеватости керамического кирпича
3.1.1 Регулирование микроструктуры керамической массы посредством отощающей добавки
3.1.2 Исследования по влиянию гранулометрического состава отощающих добавок на свилеватость
3.2 Исследование влияния органоминеральной добавки на улучшение потребительских свойств керамического кирпича
3.3 Выводы по главе 3 85
4 Промышленная апробация разработанных составов
4.1 Результаты апробации 86
4.2 Экономическая эффективность внедрения в производство разработанных составов
4.3 Выводы по главе 4 92
5 Номенклатура потребительских свойств и оценка качества керамического кирпича
5.1 Разработка номенклатуры потребительских свойств керамического кирпича
5.2 Оценка уровня качества и конкурентоспособности керамического кирпича
5.3 Выводы по главе 5
Выводы 114
Библиографический список
- Номенклатура потребительских свойств товаров
- Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости
- Исследования по влиянию гранулометрического состава отощающих добавок на свилеватость
- Экономическая эффективность внедрения в производство разработанных составов
Введение к работе
Актуальность работы. Реализация национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России», а также программы «Развитие малоэтажного жилищного строительства в Республике Башкортостан «Свой дом» на 2007-2010 годы» привела к росту потребности в качественных и доступных строительных материалах, в том числе и в керамическом кирпиче. Однако керамический кирпич, производимый в Республике Башкортостан, в большинстве своем, характеризуется наличием таких производственных дефектов, как сушильные трещины и свилеватость, которые значительно снижают потребительские свойства изделий. В настоящее время требуется разработка составов, гарантирующих отсутствие этих дефектов. Решение данной проблемы позволит улучшить функциональные и эстетические потребительские свойства керамического кирпича, а также повысить их надежность.
Керамический кирпич обладает огромной номенклатурой свойств и характеристик, которые способны удовлетворить требования потребителей в строительстве, а также экономичной и безопасной эксплуатации несущих и ограждающих строительных конструкций кирпичных зданий и сооружений. Однако в настоящее время в литературе отсутствует развернутая номенклатура потребительских свойств и их показателей данной разновидности строительных материалов.
Вышеизложенное обусловило выбор данной темы в качестве исследования.
Целью настоящей работы является исследование влияния видов сырья на формирование потребительских свойств керамического кирпича и оценка его конкурентоспособности.
В соответствии с изложенным были поставлены следующие задачи исследования:
разработка оптимальных составов керамической массы для производства керамического кирпича;
исследование влияния органоминеральной добавки на формирование потребительских свойств керамического кирпича;
разработка номенклатуры потребительских свойств керамического кирпича;
разработка методики оценки уровня качества керамического кирпича;
оценка уровня качества и конкурентоспособности керамического кирпича, модифицированного органоминеральной добавкой.
Объектами исследования являются керамическая масса, керамические кирпичи заводского состава (контрольный образец) и модифицированный органоминеральной добавкой (опытный образец).
Предмет исследования - потребительские свойства и показатели качества керамического кирпича, модифицированного органоминеральной добавкой.
Научная новизна работы заключается в следующем: - исследована макро- и микроструктура исходной керамической массы и определен гранулометрический состав корректирующей отощающей добавки,
позволяющий существенно минимизировать такой широко распространённый производственный дефект керамического кирпича, как свилеватость;
установлена возможность использования комплексной органоминеральной пластифицирующей добавки МБ-1 для производства керамического кирпича;
установлены закономерности изменения потребительских свойств керамического кирпича на основе местного глинистого сырья при использовании ото-щающей добавки различного гранулометрического состава и органоминеральной пластифицирующей добавки, способствующих улучшению сушильных свойств полуфабрикатов, а также повышающих марочность и морозостойкость керамического кирпича;
разработана номенклатура потребительских свойств керамического кирпича;
- разработана методика оценки уровня качества керамического кирпича.
Методологические основы исследования. В работе были использованы
аналитические методы научного познания (анализ и синтез), методы эмпирического исследования (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент), методы практической товароведной деятельности (экспертный).
В ходе написания диссертации была использована нормативно-техническая документация, общая и специальная литература по товароведению и экспертизе стеновых строительных материалов.
Практическая значимость работы. Установлена эффективность оптимизации гранулометрического состава кварцевого песка и применения комплексной органоминеральной добавки для улучшения потребительских свойств керамического кирпича (акт внедрения от 16.04.2009 г.).
Разработанная номенклатура потребительских свойств может быть использована при оценке уровня качества и конкурентоспособности керамического кирпича.
Результаты научных исследований по влиянию видов сырья и технологии производства на потребительские свойства керамического кирпича, модифицированного органоминеральной добавкой, используются при проведении лекционных и практических занятий на специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров » по дисциплинам «Товароведение и экспертиза хозяйственных и электробытовых товаров», «Теория и практика оценки конкурентоспособности товаров и услуг», «Управление качеством», «Материаловедение» в Уфимском институте (филиале) Российского государственного торгово-экономического университета (справка об апробации).
Основные положения, выносимые на защиту:
топологическая модель макро- и микроструктуры керамической массы, выявляющая наличие структурных дефектов в полученных керамических изделиях;
результаты исследования влияния отощающей добавки различного гранулометрического состава и комплексной органоминеральной добавки на формирование потребительских свойств керамического кирпича;
результаты исследования фазового состава, макро- и микроструктуры керамического кирпича, полученного на основе местного сырья;
методика оценки уровня качества керамического кирпича;
- результаты оценки уровня качества и конкурентоспособности керамического кирпича, модифицированного органоминеральной добавкой.
Апробация и внедрении работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Современная теория и практика товароведения и экспертизы товаров» (Моск-ва,2008), Межвузовской научно-практической конференции «Теория и практика современной торговли» (Тула, 2009), Международной научно-практической конференции «Стратегии инновационного развития товарных рынков» (Воронеж, 2009), VI Республиканской научно-практической конференции «Национальные традиции в торговле, экономике и культуре» (Уфа, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 7 научных работ, отражающих ее основное содержание, в том числе в изданиях «Башкирский химический журнал», «Вестник РГТЭУ», включенных в перечень ведущих рецензируемых журналов в соответствии с требованиями ВАК (общий объем 2,98 п. л.; 2,3 п. л. - авторские).
Подана заявка на изобретение № 2008152499/03(069192) от 29.12.2008 г. (соавторы: Петряков В.Г., Фаюршин А.Ф.). Получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы ФГУ ФИПС от 28.01.2009 г.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка, приложений. Материал изложен на 130 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 26 рисунков, 2 приложения. Библиографический список включает ПО наименований источников отечественных и зарубежных авторов.
Номенклатура потребительских свойств товаров
Качественная характеристика товара имеет решающее значение для потребительских предпочтений, поскольку представляет собой совокупность свойств и определяющих их показателей, которые способны удовлетворить потребности людей в процессе их эксплуатации [60, 89, 90, 2].
Потребительские свойства — совокупность свойств, удовлетворяющих потребности или ожидания индивидуальных потребителей [60].
Типовая номенклатура потребительских свойств и показателей качества товаров включает в себя семь групп показателей: социальные, функциональные, надежности в потреблении, эргономические, эстетические, экологические и безопасности [55] (рис. 7).
Показатели социального назначения подразделяются на показатели социального адреса и потребительского класса товара, соответствия товара оптимальному ассортименту, морального старения товара.
Функциональные показатели качества товара включают показатели совершенства выполнения основной функции, показатели универсальности и показатели совершенства выполнения вспомогательных операций [55].
Показатели надежности в потреблении характеризуют свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости предметов потребления [55].
Эргономические свойства товара обеспечивают удобство и комфорт его потребления или эксплуатации на различных этапах функционального процесса в системе «человек - товар — среда» [90].
Показателями эстетических свойств товара являются соответствие формы изделия его назначению, моде, стилю; информационная выразительность; внешний вид, цветовое оформление; совершенство производственного исполнения и другие характеристики, удовлетворяющие эстетические потребности людей [90].
Экологические показатели характеризуют содержание вредных примесей, выбрасываемых в окружающую среду; необратимые изменения в окружающей среде в результате использования товара и др. [55].
Номенклатура потребительских свойств и показателей качества товаров Безопасность товаров обеспечивает защиту человека и окружающей среды от вредных и токсичных воздействий товара при его потреблении, хранении, транспортировке и утилизации [90]. Согласно [96] различают безопасность излучений, биологическую, механическую, пожарную, термическую, химическую, электрическую, радиационную и взрывобезопасность.
Вопросы потребительских свойств строительных товаров в различной степени освещены в литературе [3, 90, 102 и др.]. В области строительных материалов известны исследования потребительских свойств и показателей качества лицевой глазурованной керамики, полученной методом плазменной обработки [6].
Однако отсутствуют номенклатура и показатели потребительских свойств керамического кирпича как разновидности строительных материалов. Формирование потребительских свойств керамического кирпича в процессе производства На формирование потребительских свойств и показателей качества керамического кирпича существенное влияние оказывают сырье и технология его изготовления (рис. 8). В основу рисунка положена причинно-следственная диаграмма Исикавы.
В частности, качество сырья определяется качеством глины, которая является основным сырьем, и качеством вспомогательного сырья — песка, технологических добавок. Виды основного и вспомогательного сырья и их соотношение определяется на этапе разработки керамической массы.
Производственные процессы, наряду с сырьем, оказывают решающее воздействие на формирование потребительских свойств керамического кирпича, т.к. в процессе производства компоненты сырья подвергаются измерениям. В результате качество готового керамического кирпича определяется компонентами сырья, изменившими исходные свойства, и вновь образовавшимися компонентами.
Для получения кирпича с улучшенными потребительскими свойствами необходима тщательная подготовка глиняной массы на всех этапах производства. Добыча глинистого сырья. В керамическом производстве постоянство свойств и состава сырья имеет первостепенное значение. Подача сырья из карьера на производство должна быть организована таким образом, чтобы максимально сохранить его состав и свойства. Свойства глинистого сырья могут меняться как по площади карьера, так и по высоте слоя сырья [44]. Поэтому необходимо точно знать характер глины эксплуатируемого месторождения и организовать его разработку таким образом, чтобы получать однородное сырье.
Глина в карьерах залегает под растительным слоем толщиной 0,3 — 0,5 м, который называют очистью. Перед началом разработки очисть удаляют, максимально снижая засоренность глинистого материала.
В карьере при добыче глины необходимо проводить ее усреднение, что обеспечивается добычей по высоте откоса.
Глинистое сырье в естественном виде обычно обладает низкими технологическими свойствами, и поэтому из сырья непосредственно нельзя получить кирпич высокого качества и с необходимыми потребительскими свойствами. Геологические процессы образования глинистых материалов протекают таким образом, что сформировавшееся на некоторой стадии этого процесса глинистое вещество, состоящее из частичек размером 0, 001 мм и менее, в дальнейшем складывается в группы или агрегаты [103].
Физические свойства таких агрегатов в технологическом отношении ниже физических свойств собственно глинистого вещества. Глина, добытая в карьере и состоящая в значительной части из микроагрегатов, обладает меньшей пластичностью и связностью [35, 79].
Грубозернистая глина не может достаточно хорошо обволакивать зерна отощителя. Она образует большее количество воздушных прослоек, чем тонкозернистая глина, вследствие чего сырец имеет большую пористость, и прочность, как и прочность обожженного кирпича ниже прочности сырца и кирпича из тонкозернистой глины. Поэтому основным назначением обработки сырья является разрушение микроагрегатов и обращение глины в ее первоначальное, тонкодисперсное состояние. Обработку сырья производят физико-химическими и механическими способами.
Вылеживание. Глина, добытая в карьере, подвергается процессам выветривания, вымораживания, вылеживания в результате ее укладки в конуса. При этом происходят следующие процессы: - диспергация плотной структуры глинистых пластов в результате смены температур при повышенной влажности; - частичное гниение органических примесей с выделением газов; - возможное разложение маточных пород в результате длительного вылеживания [12]: Na20 А1203 -6Si02 + Н20 + С02 = Na2C03 + А1203 -2Si02 -2Н20 + 4Si02
Чем дольше глина вылеживается в конусах, тем выше ее качество. В процессе выветривания и вымораживания глинистые частицы диспергируются, увеличивая пластичность, снижается чувствительность к сушке, повышается механическая прочность глины [50, 79, 31]. При вылеживании происходит набухание глинистых частиц, а также вымывание растворимых солей, что позволяет без лишних затрат избавиться от налетов на поверхности обожженного кирпича.
Глиноподготовка. Глиноподготовка включает в себя все операции, предшествующие формованию, направленные на превращение сырья в массу с определенными качественными характеристиками. В шихтозапаснике, где осуществляется глиноподготовка, происходят следующие процессы: - равномерное распределение влаги на поверхности глинистых частиц и обволакивание глинистыми частицами компонентов шихты; - дальнейшая диспергация глинистых частиц и повышение пластичности.
Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости
С целью получения объективных и сравнимых результатов в работе были использованы общепринятые методики, применяемые для испытаний и исследований различных строительных материалов, в том числе керамического кирпича.
Для определения минерального состава глинистого сырья, пластичности, содержания тонкодисперсных фракций и крупнозернистых включений использованы методики согласно [17, 18, 19, 20, 21, 22].
При подготовке к исследованию сырье подвергалось сухому помолу в ступке. Для полной гомогенизации шихт составляющие смешивались, совместно просеивались и вылеживались в течение 1,5 часов перед формованием. Из пластических масс с формовочной влажностью формовались образцы: для оценки физико-механических свойств - цилиндры размером 1,6x1,6 см и кубики размером 5x5 см; для оценки сушильных свойств - плиточки размером 6x3x1,5 см. Образцы формовались вручную методом пластического формования. Сушка образцов производилась на воздухе в течение суток. Обжиг образцов осуществлялся в муфельной печи СНОЛ-6/10.
Режим обжига: нагревание до максимальной температуры обжига -300 С/час; выдержка при максимальной температуре — 3 часа; охлаждение (за счет обычной потери тепла в печи) - 10 часов. Водопоглощение, плотность, морозостойкость определялись по ГОСТ 7025-91. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости. t
Испытания проводились в помещениях с температурой воздуха (20±5) С на образцах целых изделий. Высушивание проводили в электрошкафу СНОЛ - 24/200 при температуре 105,5 С. Определение водопоглощения осуществляли при атмосферном давлении в воде температурой (20±5) С.
Высушенные до постоянной массы образцы уложили в один ряд по высоте и зазорами между ними не менее 2 см на решетку в сосуд с водой температурой (20±5) С так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на 2 - 10 см и выдерживали в воде 48 +1 ч.
Насыщенные водой образцы извлекли из воды, обтерли влажной тканью и взвесили на весах электронных. При этом массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включили в массу образца, насыщенного водой.
Взвешивание каждого образца закончили не позднее 2 минут после его удаления из воды. масса образца, высушенного до постоянной массы, г. За значение водопоглощения изделий приняли среднее арифметическое результатов определения водопоглощения всех образцов, рассчитанное с точностью до 1%.
Среднюю плотность определяли на трех образцах, при этом объем образцов определяли по их геометрическим размерам, измеренным с погрешностью не более 1 мм. Для определения каждого линейного размера образец измеряли в трех местах — по ребрам и середине грани. За окончательный результат приняли среднее арифметическое трех измерений.
Среднюю плотность (рср) образца в кг/м3 вычислили по формуле объем образца, см3. За значение средней плотности изделий приняли среднее арифметическое результатов определений средней плотности всех образцов, рассчитанное с точностью до 10 кг/м .
Для контроля морозостойкости при объемном замораживании высушенные до постоянной массы в сушильном электрошкафу СНОЛ-24/200 образцы насытили водой. Замораживание образцов в морозильной камере КМ 0,19 и оттаивание их в воде осуществлялось в контейнерах. Горизонтальные зазоры между образцами в контейнерах составили 20 мм.
В морозильную камеру, температура воздуха которой до загрузки образцами составляла минус 18 С, загрузили образцы и выдерживали в течение 4 часов. После окончания замораживания образцы в контейнерах полностью погрузили в сосуд с водой температурой (20±5) С, поддерживаемой термостатом до конца оттаивания образцов. Продолжительность оттаивания составила 2 часа. Одно замораживание и последующее оттаивание составляют один цикл. При окончании испытания на морозостойкость образцы после оттаивания хранили в ванне с гидравлическим затвором ВГЗ (рис. 12).
Ванна с гидравлическим затвором: 1-сосуд-основание с водой; 2-подставка для укладки образцов; 3-колпак; 4 контейнер с образцами изделий При оценке морозостойкости по степени повреждений после проведения требуемого числа циклов замораживания-оттаивания произвели визуальный осмотр образцов и зафиксировали появившиеся дефекты.
При оценке морозостойкости по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания-оттаивания образцы керамических изделий высушили до постоянной массы. После визуального осмотра образцов сделали заключение о соответствии их степени повреждений требованиям ГОСТ 530-2007.
Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе осуществляли по ГОСТ 8462-85. Образцы, отобранные во влажном состоянии, перед испытанием выдержали в течение 3 суток в закрытом помещении при температуре (20±5) С.
Перед проведением испытаний опорные поверхности образцов были выровнены цементным раствором. Раствор приготовили из равных по массе частей цемента марки 400 и песка, просеянного через сито с сеткой 1,25. Образцы полностью погрузили в воду на 1 минуту. Затем на горизонтально установленную пластину уложили лист бумаги, слой раствора толщиной не более 5 мм и первый образец, затем опять слой раствора и второй образец. Излишки раствора удалили, а края бумаги загнули на боковые поверхности образца. В таком положении образец выдержали 30 минут.
Исследования по влиянию гранулометрического состава отощающих добавок на свилеватость
На основе природного песка были приготовлены специальные шихты отощителей десяти составов, приведенные в табл. 8, а их гранулометрические составы - на рис. 21. Общее количество добавок фракционированного отощителя составляло 30-35%. Содержание корректирующих фракций варьировалось в следующих пределах: 1,25-2,5 мм от 5 до 20%; 0,63-1,25 мм от 10 до 15%; 0,315-0,63 мм от 5 до 15%. Фракционный состав и процентное содержание отощающих добавок подбирались с целью оптимизации гранулометрического состава природного песка.
Как следует из рис. 21 корректировка песка крупнодисперсными фракциями улучшает гранулометрический состав отощителя. Все исследуемые составы отощающей добавки располагаются в рекомендуемой области.
С использованием специально приготовленных шихт отощителя были подготовлены керамические шихты с формовочной влажностью. Різ табл. 8 видно, что все исследуемые составы керамических шихт относятся к классу среднечувствительного. Формование образцов стандартного размера одинарного керамического кирпича было выполнено на лабораторном шнековом прессе. После формования, сушки, обжига при температуре 950 С и последующего охлаждения была определена характеристика внешнего вида изделий, а также физико-механические свойства. За счет оптимизации гранулометрического состава плотность и прочность керамического кирпича увеличились на 3-5% и на 7-15% соответственно. Наибольшая плотность и прочность, а также наименьшее водопоглощение установлены для составов с применением фракционированного песка № 3 и 6, а с использованием фракционированного шамота - № 8 и 11. Эти составы обеспечивают наиболее плотную упаковку.
Результаты внешнего осмотра показали, что кирпичи из контрольного (заводского) состава (№ 1, табл. 9) имели подковообразные трещины. Керамические кирпичи, изготовленные с применением специально приготовленных (опытных) составов отощителей (№ 2-11, табл. 9), после обжига подковообразных трещин - свилеватости - не имели.
Из практики известно, что свилеватость проявляется при намокании и, особенно, при замораживании. Поэтому для проверки керамического кирпича в условиях, приближающихся к реальным условиям эксплуатации, обожженные изделия были испытаны на морозостойкость методом непосредственного замораживания и оттаивания. Осмотр внешнего вида изделий проводился через каждые пять циклов. Как следует из представленных в табл. 9 данных, не все составы позволяют устранить указанный дефект. Лучшие результаты показали составы № 3, 6, 8, И. указанные составы не только позволяют устранить свилеватость на обожженных изделиях, но и гарантируют отсутствие его после 25 циклов замораживания и оттаивания.
Таким образом, корректирование гранулометрического состава кварцевого песка позволило устранить образование свилеватости. Кроме того, анализ результатов определения физико-химических характеристик керамического кирпича, приведенных в табл. 8, показывает, что наряду с устранением свилеватости в результате корректирования гранулометрического состава, происходит и увеличение предела прочности керамического кирпича на 7-15 %. Предел прочности при сжатии опытных образцов составил 9,8-10,6 МПа, а контрольного образца 8,8 МПа. Однако установленный предел прочности является недостаточным для улучшения функциональных свойств и свойства надежности. Поэтому дальнейшие исследования по улучшению потребительских свойств керамического кирпича проводились с целью разработки состава керамической массы, обеспечивающей производство кирпича более высокой марки по прочности.
Исследование влияния сырьевых материалов на формирование потребительских свойств керамического кирпича проводились на основе керамических масс с использованием тонкодисперсной глины (пылеватого суглинка). Глины месторождения Уфимское применяются в производстве керамического кирпича в Республике Башкортостан.
Известно, что улучшению сушильных свойств, внешнего вида изделий (более чем вдвое снижает количество технологических трещин), повышению прочности (особенно в случае малопластичных суглинков) и морозостойкости кирпича способствует добавление пластифицирующих добавок в количестве 0,1 - 1,0 % [9, 10, 13, 35, 37, 66-69]. Известно [37, 69], что использование в качестве пластифицирующей добавки сульфитно-спиртовой барды, которая является отходом целлюлозно-бумажной промышленности, приводит к увеличению прочности керамического кирпича до 8,0-10,0 МПа при использовании тугоплавкой глины [69], а при использовании суглинков механическая прочность высушенного сырца увеличивается лишь на 46-70% [37].
Необходимо определить факторы, обеспечивающие постоянство и улучшение показателей потребительских свойств керамического кирпича, производимого из местного сырья Республики Башкортостан. В этой связи исследования проводились с использованием глины месторождения Уфимское, химический состав которой приведен в табл. 2.
Для улучшения потребительских свойств керамического кирпича на основе мелкодисперсных глин (суглинков) были проведены исследования керамических масс с применением в качестве пластифицирующей добавки суперпластификатор Мб-1.
Экономическая эффективность внедрения в производство разработанных составов
В реальных условиях на материал воздействует комплекс из двух или большего количества эксплуатационных факторов. Эффект от воздействия такого комплекса значительно сложнее, чем от каждого фактора в отдельности или даже после их суммирования. Совместное воздействие активных сред и механических напряжений приводит к интенсификации деструкции [78]. Под влиянием деструкции от совместного воздействия прочность, например, снижается в больших размерах, чем суммарное ее уменьшение под влиянием внешней нагрузки, минерализованных вод, циклического замораживания [29].
Однако, возведенные из керамического кирпича строительные конструкции достаточно долговечны. Долговечность керамического кирпича определяется в годах от изготовления до его критического состояния - потери несущей способности, раскрытия трещин, прогиба. Срок службы зданий и сооружений из керамического кирпича определяется продолжительностью их эксплуатации. Из внешних факторов, снижающих долговечность кирпича, приоритетную роль играют попеременное замораживание и оттаивание, одновременное воздействие агрессивных сред и механических нагрузок при определенных их сочетаниях [78]. Следовательно, долговечность керамического кирпича может определяться его морозостойкостью, а также микротвердостью лицевой поверхности. Морозостойкость опытного образца керамического кирпича составляет 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, что соответствует требованиям, предъявляемым к лицевому керамическому кирпичу.
Морозостойкость - это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности [86].
Значительное разрушительное действие на строительные материалы оказывают отрицательная температура и влажность. Разрушение керамиче 100 ского кирпича происходит под воздействием растягивающих усилий расширяющегося льда. Опасным для проникновения и задержки воды являются поры размером от 0,1 до 200 мкм. В порах меньшего размера вода не замерзает до минус 150 С, в порах большего размера существует резервный объем для образующегося льда [65, 74]. Потребительские свойства долговечности и сохраняемости керамического кирпича, в частности, зависят от прочности, которая определяется составом и распределением кристаллических и стекловидных фаз. Кристаллические фазы могут быть представлены диоксидом кремния SiOo в виде модификации кварца, алюмосиликатами, иногда муллитом 3Al203-2Si02, предающим керамическому кирпичу прочность и термостойкость [79].
Кроме фазового состава на долговечность и сохраняемость оказывает влияние текстура черепка, т.е. количественное соотношение и взаимное распределение частиц и пор по отношению друг к другу [7]. В керамическом кирпиче имеются как открытые, так и закрытые поры. Открытая пористость определяет водопоглощение керамического материала.
Эргономические свойства керамического кирпича определяются его способностью наиболее полно удовлетворять потребности в соответствии с антропометрическими, гигиеническими и физиологическими характеристиками потребителя. Способность керамического кирпича при его применении соответствовать в наибольшей степени измеряемым характеристикам потребителя определяется антропометрическими свойствами и зависит, в частности, от его размеров. Размеры опытного образца составляют 250X120X65 мм, что обеспечивает удобство обращения с ним.
Гигиенические свойства керамического кирпича характеризуются прежде всего пористостью изделия и его декоративного покрытия, а также величиной адгезии загрязняющих веществ с лицевой поверхностью кирпича [6].
Физиологические свойства определяются способностью керамического кирпича обеспечивать удобство пользования при его эксплуатации и определяются, в частности, массой, а также удобство проживания человека в про 101 цессе длительной эксплуатации возведенных из него зданий. Благодаря повышенной паропроницаемости, тепловой инерции, высокой аккумулирующей способности солнечной энергии создается благоприятный микроклимат в помещениях из керамического кирпича. Этому способствует и высокая саморегуляция влажности воздуха: керамика адсорбирует влагу и отдает ее, когда в помещении чрезмерно сухо. Кроме того, керамические стены обладают хорошими по сравнению с аналогичными мелкоштучными материалами такими, как силикатный кирпич, бетонные блоки, теплоизоляционными и звукоизоляционными показателями [79]. Масса опытного образца керамического кирпича составляет 3,5 кг, что соответствует требованиям нормативных документов.
Эстетические свойства керамического кирпича присущи, прежде всего, лицевому керамическому кирпичу, предназначенному для облицовки наружной поверхности стен зданий и соответственно несущему функции архитектурно-художественной выразительности [43]. Опытный образец керамического кирпича имеет ровную поверхность, гладкие, без дефектов, четкие грани, точные формы, однородную ровную окраску что, наряду с физико-механическими показателями, позволяет его использовать в качестве лицевого.
Рациональность формы характеризуется соответствием формы керамического кирпича его назначению, конструктивному решению и применяемым материалам. Целостность композиции определяется цветовой гаммой и фактурой применяемого керамического кирпича. Совершенство производственного исполнения кирпича характеризуется отсутствием трещин, коробления изделий, высолов, посечек, выцветов, а также однородностью цвета.
