Клинкерная плитка: состав и способ изготовления, основные свойства и область применения
Вступление
Выбирая материал для облицовки фасадов домов, веранд, площадок или лестниц, обратите внимание на такой популярный сегодня материал, как клинкерная плитка для кухни «фартук», купить которую можно в интернет магазине. Клинкер обладает рядом свойств, благодаря которым материал успешно применяется во внешней отделке зданий и сооружений: прочность, водонепроницаемость и устойчивость к низким температурам. Материал надежный, гигиеничный и безопасный для человека.
Что такое клинкерная плитка
Впервые клинкерную плитку начали производить голландские мастера в начале ХIХ века. Изначально такую плитку применяли в качестве настила на дороги, то есть создавали первые мощеные улицы. Через некоторое время материал по достоинству оценили и взяли на вооружение строители различных зданий.
Клинкерная плитка производится из глины и флюсов с оксидами.
Клинкер также применяется в строительстве бассейнов и других строительных сооружений с высокой влажностью и перепадами температур (например, промышленные помещения).
Плитка для бассейнов производится по специальной технологии. Так как материал должен выдерживать давление большой водной массы, важнейшим качеством такой отделочной плитки является степень прочности.
Из чего клинкерная плитка изготавливается
В качестве сырья используются фарфоровые глины, которые не трескаются в печи при высокой температуре обжига. После придания изделию необходимой формы проводится процесс прессовки, в ходе чего из плитки испаряется лишняя влага. Далее заготовки подвергаются однократному обжигу в печи при температуре 1300 °С.
Плитка для бассейна, особенно, если это ступени для лестниц из керамогранита, имеет закругленные края и антискользящее покрытие в виде рельефного рисунка или полосок на внешней стороне. Поверхность плитки не должна быть гладкой. В комплекте с керамической плиткой для отделки бассейна традиционно продаются декоративные элементы и детали конструкции.
Заключение
Высокий спрос на клинкерную плитку обусловлен, в первую очередь, ее стоимостью, которая ниже рыночной цены на керамогранит. К тому же такая плитка прослужит долгие годы, благодаря высокой степени устойчивости к внешним факторам воздействия агрессивной окружающей среды – плитка не горит, не подвержена гниению, не заражается грибком. Клинкерная плитка со временем не потеряет исходный цвет и всегда будет выглядеть аккуратно и ухоженно.
Еще статьи
Похожие статьи
облицовочная жаростойкая, жаропрочная и огнеупорная плитка для отделки камина и печки

Состав сырья
Клинкерная плитка – разновидность керамических изделий. Ее особенность заключается в том, что обжиг происходит при сверхвысоких температурах (от 12000 до 15000 градусов С). Это становится возможным, благодаря входящей в состав клинкера особого сорта почве (сланцевой глине), которая является тугоплавкой и может выдержать высокий нагрев.
За счет запекания полученное изделие приобретает особую прочность камня. Кроме тугоплавкой глины в состав раствора для клинкера добавляют кварцевый песок, бой керамических изделий, мел и даже золу. Для придания дополнительной прочности иногда в состав примешивают оксид кальция. Чтобы готовая плитка была привлекательной внешне, перед обжигом в состав добавляют различные красящие пигменты.
Достоинства и недостатки
Клинкер подходит для декоративной отделки печей или каминов. Он надежно зарекомендовал себя на протяжении длительного времени. Изначально клинкер применяли, исходя из практических соображений – нужна была надежная с точки зрения жаростойкости отделка. Сегодня качественно уложенная клинкерная плитка является не только надежной защитой, но и удачным дизайнерским решением.
Рассмотрим по пунктам основные положительные стороны данного вида отделочного материала:
- Клинкерная плитка не воспламеняется.
Она жаростойкая, имеет высокий уровень пожарной безопасности, поэтому ее можно применять в местах, где есть открытый огонь (например, камин, печка).
- Клинкер является хорошим антистатиком, он не проводит электричество.
- Данный материал устойчив к резким перепадам температур, он продержится на улице при сильном морозе, в горячем цеху при большой жаре.
- Такая плитка неприхотлива в уходе, она не требует особых усилий для чистки, не впитывает пыль, запахи и влагу, не подвержена химическим атакам.
- Эта отделка отличается сверхпрочностью, что позволяет не менять ее довольно длительное время.
- Данный материал не выцветает на солнце: клинкер и через 100 лет будет выглядеть так же, как и в первый день укладки.
- В составе данной плитки находятся исключительно природные компоненты, не вызывающие побочных эффектов.
- Клинкер отличается разнообразием оттенков и фактур. Подобрать нужный тип материала не составит труда.
- Материал не требует особых навыков при работе: даже неопытный мастер справится с облицовкой печной стены или трубы клинкерной плиткой за один день.
К недостаткам клинкера можно отнести его невысокую теплопроводность, что может привести к медленному нагреванию печи. Однако такая отделка будет работать по принципу термоса – печка будет медленнее остывать.
В различных стилях

Минимализм
Лофт

Хай-тек
При наличии фантазии даже старую русскую печку можно обыграть в современном интерьере, обложив ее клинкерными элементами, имитирующими металлическую или хромированную фактуру. Для полноты картины можно добавить в дизайн несколько рядов плитки из огнеупорного стекла. Такое решение будет наиболее уместно смотреться в кухне.
Кантри
Такой дизайн подойдет для дачных, деревенских домов, небольших кухонь.
Образцы клинкера можно выложить в виде панно на природную тематику.
![]()
Для данного дизайнерского направления характерны различные растительные орнаменты, поэтому при оформлении печной стенки можно выложить один или несколько рядов с повторяющимся цветочным рисунком.
Классический
Для такого интерьера можно выбрать вариант рустикальной облицовочной плитки. Фактура имеет неровную шероховатую поверхность, словно состарившуюся со временем.
Авангард
Здесь уместны любые нестандартные решения: поверхности с неровными краями и ломаными линиями смотрятся довольно необычно и интересно. Такой дизайн хорошо смотрится на небольших участках, данной плиткой хорошо отделать, например, часть стены.
Готика
Чтобы передать атмосферу средневековых замков, следует выбирать модели с имитацией натурального камня и дерева. Этот стиль предполагает применение натуральных материалов, поэтому можно поиграть на контрасте различных фактур (например, темные мрачные тона плитки и тонкий изящный хрусталь люстры).
Разновидности
Для стен внутри помещений используют гладкие элементы, плитку с шероховатой текстурной поверхностью, а также различные имитации.
За гладкой плиткой ухаживать проще – достаточно регулярно протирать ее влажной тканью.
Шероховатая поверхность смотрится интересно, но ее сложнее чистить, поэтому она большее подойдет для печей, стоящих в комнатах. Оригинально смотрятся в интерьере глазурованные модели с глянцевой поверхностью. Дизайнеры любят их использовать при воплощении различных проектов.
Для облицовки вентиляционных труб и прочих технических деталей печи применяют панели с отверстиями для крепления. Часто для этого используют крупноформатную плитку, пустотелую внутри (для облегчения общей конструкции). Чтобы изделие имело законченный вид, используют всевозможные фигурные фрагменты (бордюры, фризы, угловые элементы и прочий декор). В современных строительных магазинах предлагается плитка различной формы: от традиционного прямоугольника и привычного квадрата до нестандартного шестигранника и других неформатных фигур.
Размеры
Все клинкерные изделия условно можно разделить на крупный (длина более 40см), средний (20-40см) и мелкий (20см и менее) формат. Для внутренних работ (для облицовки печи дома) применяют плитки небольшого размера, поскольку крупногабаритные элементы на поверхности с небольшой площадью будут смотреться некорректно.
Точные параметры плитки у разных производителей могут различаться, но чаще всего ее длина и ширина приближены к размерам кирпича. Наиболее часто применяемые образцы для внутренних работ имеют размеры 24х5 см или 24х6 см. Иногда для создания дизайна требуются более крупные элементы типа 40х70 или 48х12 см. Что касается толщины клинкера, ее минимальная величина составляет 8-10 мм. Плитка может быть и толще, но данная разновидность чаще применяется для наружных работ.
Цвет клинкера
Традиционный цвет клинкера красно-коричневый (цвет кирпича). Настоящая неглазурованная плитка не имеет других тонов, поскольку при ее производстве применяют исключительно натуральные красители. Получение различных оттенков неглазурованной плитки достигается при смешивании нескольких сортов глины, а также путем обжига при различных температурах. Насыщенность цвета может зависеть от содержания различных примесей в составе глины. При повышенном содержании железа после обжига плитка приобретает красновато-оранжевый оттенок. В случае наличия извести цвет получается менее насыщенным (от желтого до белого оттенка).
Интересный тон может дать ангобирующее покрытие (нанесение порошкообразной смеси глины с минералами). Также для придания различных цветов применяют глазурь, которая может быть цветной и прозрачной. Особенность клинкера такова, что плитки из разных партий могут несколько отличаться по тону, поэтому при работе с большой площадью партии рекомендуется перемешивать между собой. Такой микс позволит получить более равномерный оттенок поверхности, а также дополнительный эстетический эффект.
Дизайнерские приемы
С помощью этого материала можно кардинально изменить стилевое решение помещения. Достаточно сделать несколько аккуратных штрихов, и обычная печь превратится в произведение искусства. Например, можно выложить нижние и верхние ряды более темной плиткой, ее же положить на пол по периметру вокруг самой печи. В середине стоит использовать более светлые тона. Можно украсить клинкером не всю стену, а лишь ее фрагмент. Для полноты картины стоит использовать угловые элементы и фрагменты неправильной формы. Такой дизайн не потребует большого умения, его можно сделать самостоятельно.
Модельный ряд данного вида отделки позволяет использовать различные виды плитки в одном стилевом решении. Можно смешивать различные цвета и фактуры, а также разные размеры. Глянец легко комбинируется с рустикой и со всевозможными имитациями. Освежает интерьер белая плитка. Она придает дополнительную романтичность и легкость помещению, напоминает о семейных ценностях и домашнем уюте. Такой материал хорошо работает в любых интерьерах (например, классическом и скандинавском стилях). Оживить холодность белого цвета можно цветными вкраплениями, а также дополнительными предметами интерьера в стиле винтаж или современными деталями.
Клинкер с окраской под кирпич не перегружает интерьер, не надоедает и не утомляет зрение. Небольшая толщина не крадет драгоценные сантиметры даже при небольшой площади. Такая плитка обладает особыми техническими свойствами, благодаря чему практически не имеет противопоказаний к применению и отлично смотрится в любом интерьере. Цветовая палитра имеет множество оттенков и полутонов от светлой охры до темно бурого тона. Иногда для получения интересного оттенка при обжиге плитки в печь добавляют угольную пыль, температура обжига при этом может доходить до 20000 градусов С. Популярна плитка с эффектом старения, который достигается при ручной формовке.
Образцы облицовки
Поскольку размер плитки повторяет размер кирпича, то и варианты ее раскладки аналогичны кирпичной кладке. Рассмотрим несколько традиционных приемов облицовки.
Ложка
Плитка укладывается методом «вразбежку», когда ряды смешены и не образуют одну линию. Такой метод особенно хорош при укладке прямоугольной плитки, если требуется скрыть неровные края или необходимо выложить узор. Существует несколько вариантов данной укладки. Первый – в виде шахматной доски. При втором варианте детали смешаются не наполовину, а на 1/3 всей длины. Самый сложный вариант – кладка от угла. Здесь без специальных инструментов не обойтись, поскольку плитку придется подрезать.
Цепь
Плитку укладывают по парам в блоки вертикально, горизонтально либо попеременно. Смотрится такая укладка интересно.
Рыбья кость
Каждый последующий элемент декора укладывается под прямым углом относительно предшествующего. Неправильная форма кладки придает особый шарм поверхности.
Переплетающийся
Используется для плитки разного размера или в случае необходимости выкладывания определенного орнамента. При такой кладке образуются зазоры между плитками, которые можно заполнить фрагментами мелкого размера или просто затиркой. Использовать подобный метод в помещениях с повышенной влажностью не рекомендуется.
Рейтинг производителей
Специалисты в области строительных материалов считают, что лидерами в производстве клинкерной плитки являются немецкие компании. Наиболее известны из них:
- Feldhaus. Удобное сочетание качества готовой продукции и ее цены.
- Stroher. Огромное разнообразие цветов, фактур и форм.
- Roben. Имидж, создаваемый веками, качество, проверенное несколькими поколениями.
- Klinker Sire. Итальянская керамика не уступает немецкой продукции по качеству и дизайну. Даже недорогие варианты с намеком на деревенскую старину пользуются невероятным спросом.
- Vandersanden. Компания родом из Бельгии производит клинкерную плитку с налетом старины. Такая имитация выглядит респектабельно.
- King Klinker. Польская клинкерная плитка обладает высокими водоотталкивающими способностями, что позволяет применять ее в саунах и банях.
- Houson Tiles. Китайская фирма предлагает огромный выбор клинкерной плитки, созданной по европейским стандартам качества. Этот бренд широко известен в Европе.
- «Литос». Продукция отечественной торговой марки производится из особого сорта каолиновой глины, известной своими огнеупорными свойствами, выполняется по особой технологии путем прессования под большим давлением.
Советы по укладке
Чтобы упростить рабочий процесс, стоит прислушаться к нескольким советам. Это позволит добиться максимально профессионального результата.
- Если стены печки имеют неровную поверхность, их необходимо выровнять с помощью строительной сетки и специального клея.
Проверить результат можно строительным уровнем.
- Обычный клей для кафеля не подойдет. Требуется специальный состав с термостойкими свойствами.
- Швы между плитками необходимо заполнять обязательно, используя подходящую по цвету затирку.
- Начинать облицовку любой поверхности следует с нижнего ряда, проверяя каждый раз уровень с помощью натянутой нити.
- При расчете необходимого количества материала желательно заложить в смету расходы на бой и подрезку. В идеале кусочков после подрезки должно остаться мало.
О том, как использовать клинкерную плитку, смотрите в следующем видео.
ОЦЕНИТЕМАТЕРИАЛ Загрузка… ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕДолговечность клинкерной плитки — Часто задаваемые вопросы (Faq)
Из целого ряда облицовочных материалов клинкерную плитку выделяют не только восхитительные декоративные качества, но и способность долгие годы сохранять идеальный внешний вид и технические характеристики. Прекрасными качествами отличается клинкерная плитка из Польши:
- Превосходная поверхность клинкерной фасадной плитки не тускнеет и не теряет цвет под воздействием УФ лучей.
- Используемый для обустройства территорий и выполнения ступеней клинкерный кирпич-плитка абсолютно не подвержен истиранию.
- Примененная для облицовки зданий в северных регионах морозоустойчивая клинкерная фасадная плитка не растрескивается под воздействием низких температур и резких температурных перепадов.
- На поверхности клинкерной плитки под кирпич не образуются высолы, окислы, ржавчина, способные постепенно влиять на структурный состав отделочного материала.
- Плотная структура клинкерной плитки препятствует проникновению влаги, набуханию и деформации.
- Используемая для облицовки поверхностей в разнообразных помещениях с высокой влажностью клинкерная плитка не гниет, на ней нет биологических образований.
- Прочностные параметры клинкерного кирпича, плитки позволяют материалу выдерживать значительные статические и динамические нагрузки.
Облицованные с помощью клинкерной плитки под кирпич фасады не нуждаются в проведении ремонтных работ на протяжении всего эксплуатационного срока. Износостойкая клинкерная плитка, цена на которую не обрадует низкими значениями, может служить около ста лет.
Эксплуатационная долгосрочность – неоспоримое преимущество клинкерной плитки. Облицовка с помощью клинкерной плитки из Польши не просто оправдывает вложенные средства, но и приносит экономический эффект. У высококлассной клинкерной плитки цена достойна ее качества.
Идеальная имитация кирпичной кладки, свойственная клинкерной плитке, плитке под кирпич, создает великолепное впечатление, респектабельный вид и позволяет отказаться от использования значительно более дорогостоящего кирпича.
Позвоните нам в Санкт-Петербурге (812) 642 28 28 или Москве (495) 723-53-60, задайте любой вопрос.
Напишите заявку на почту [email protected]
Оставьте заявку
Цементная и бетонная плитка против керамической плитки | Преимущества цементной плитки
Со всеми разговорами, которые вы, возможно, слышали в журналах по декорированию дома и шоу о ремонте дома о чудесах цементной плитки, вы можете задаться вопросом, такие же ли они, как керамическая плитка, и если нет, то каковы различия между ними. Вы можете спросить себя: «Какой продукт лучше, цементная плитка или керамическая плитка?» «Какие между ними различия?» И «Какой тип плитки мне выбрать для моего пространства?»
Мы объяснили различные качества цементной плитки и керамической плитки ниже, чтобы вы могли получить четкое представление о том, в какой продукт лучше инвестировать для своего дома.
Цементная плитка против керамической плитки: как они сделаны
Несмотря на то, что цементная плитка и керамическая плитка могут выглядеть очень похожими друг на друга, различия в способах их изготовления и функциях, которые они обеспечивают, являются тем, что отличает их друг от друга.
Керамическая плитка изготавливается из красной, коричневой или белой глины, может быть глазурованной или неглазурованной и обжигается в угольной или дровяной печи. Керамическая плитка для фартука часто больше всего подходит для столешниц, фартуков, стен и мозаики. Керамическая напольная плитка, которая не глазурована, обычно имеет матовую поверхность и может быть либо землисто-красного, либо цвета естественной коричневой глины.
Цементная плитка изготавливается из смеси песка, цемента, цветного пигмента и мраморной крошки, которая заливается в металлические формы, на которую наносится сухая бетонная смесь, а затем сжимается под давлением 2000 фунтов. Цементная плитка обладает высокой теплоемкостью, что делает ее отличным изолятором для комфорта вашей семьи и счетов за электроэнергию в вашем доме.
Преимущества цементной плитки
Когда дело доходит до сочетания красоты и функциональности, ни один продукт не сравнится с цементной плиткой. Они служат намного дольше, чем керамическая плитка для ванной и дерево, и их можно настроить в соответствии с вашими собственными идеями, чтобы предоставить вам то, что вы не найдете больше нигде.
Цементную плитку можно использовать на полу и стенах кухни, гостиной, фойе, столовой, ванной комнаты и прачечной; на кухонном фартуке и нижней части острова; их можно использовать на стенах, чтобы добавить уникальное произведение искусства; на открытом патио; и может применяться уникальными способами для создания уникальных элементов, таких как плиточные коврики.
Вот пример…
Старый цементный пол в магазине канцелярских принадлежностей в Париже Сильно изношенный цветочный магазин керамической энкаустики в Париже
В отличие от зданий 20-го века в континентальной Европе, вы найдете цемент и керамическую плитку. Керамические, как правило, имеют гораздо больший износ (в некоторых случаях обнажая основную глину), чем цементные.
Примечание о термине: энкаустическая цементная плитка
* Мы выделили курсивом цемент энкаустика плитка, потому что существует много споров о том, является ли термин «энкаустика цементом» правильным или нет. Поскольку энкаустика означает нагрев или обжиг, а цементная плитка не обжигается, ученые утверждают, что цементная плитка на самом деле не является энкаустикой. Возможно, из-за того, что они так сильно напоминают своих кузенов из керамической плитки, выложенных энкаустикой, название приобрело популярность.
Если вы готовы воспользоваться всеми преимуществами цементной плитки по сравнению с керамической плиткой, свяжитесь с Granada Tile сегодня, чтобы начать работу.
Расчет массовых составов на основе аргиллитов при производстве керамической плитки
[1] А.И. Августиник, Керамика, Стройиздат, Ленинград, (1975).
[2]
Ю. Лазарева, А. Котляр, М. Орлова, К., Водопроницаемость керамической плитки на основе аргиллита, MATEC Web of Conferences, (2018) 04072.
DOI: 10.1051/matecconf/201819604072
[3] В.Д. Котляр, А.В. Козлов, А.В. Котляр, Ю.В. Терехина, Аргиллитоподобные глины юга России — перспективное сырье для производства клинкерного кирпича, Научное обозрение. 7-3 (2014) 847-850.
[4]
Я. В. Лазарева, В.Д. Котляр, К.А. Лапунова, Г.Н. Еременко, Основные направления развития дизайна и технологии производства керамической плитки, Дизайн. Материалы. Технологии. 3 (43) 2016. С. 78–82.
[5] А.В. Котляр, К.А. Лапунова, Ю.В. Лазарева, М.Е. Орлова, Влияние уменьшения содержания аргиллитов на керамическую плитку и тротуарный клинкер низкотемпературного спекания, Материаловедческий форум. 931 (2018) 526-531.
DOI: 10. 4028/www.scientific.net/msf.931.526
[6] В.Кондратенко А. А. «Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технологических свойств и технологических параметров их изготовления». Москва, Композит, (2005).
[7]
А. М. Салахов Керамика для строительства и архитектуры, Парадигма, Казань, (2009).
[8] Д.В. Акст, А.Ю. Столбушкин, О.А. Фомина, Определение оптимального состава смеси для получения декоративной стеновой керамики матричной структуры, Прочность строительных материалов, изделий и конструкций. Всероссийская научно-техническая конференция. Саранск. (2019) 13–18.
[9]
Д. В. Акст, А.Ю. Столбушкин, Определение оптимального состава смеси для получения декоративного керамического кирпича с марганецсодержащими отходами, Эффективные материалы и технологии для транспортного и сельскохозяйственного строительства. Республиканская научно-техническая конференция с международным участием, Новосибирск, НГА. (2020) 6-10.
[10] Р.Я. Попильский, О.Е. Пивинский, Прессование порошковой керамической массы, Металлургия, Москва (1983).
[11]
П. Я. Гузман, Химическая технология керамики, Москва, ООО «РИФ Стройматериалы», (2003).
[12] К.А. Лапунова, Ю.В. Лазарева, Ю.А. Божко, М.Е. Орлова, Фазовые превращения при подложке кремнистых глин, Строительные материалы. 4 (2019) 8-11.
[13]
ж. Т. Сулейменов, А.А. Сагындыков, К.Т. Султанаев, Подбор состава керамической плитки по гранулометрическому составу, Механика и моделирование процессов, технология. 2 (2002) 198-202.
[14] А.Ю. Столбушкин, О.А. Фомина, Д.В. Акст, Теоретические аспекты получения строительных керамических матричных композитов из низкопластичного сырья, Высокие технологии и инновации. (2019) 142-147.
Клинкерная плитка ALTBRICK на EUROPAGES.

ООО «АЛЬТЕРНАТИВА»
Россия
Для облицовки бетонными армированными панелями и декоративными элементами из стеклопластика.Стеклопластикобетон позволяет реализовать самые неординарные архитектурные проекты и сложные формы. Этот вид материала, как и облицовка натуральным камнем, позволяет создавать долговечные и красивые фасады, но он более технологичен. Высокая твердость; Эстетическая привлекательность; Технологическая сборка.
АЛЬТ-ФАСАД 09ООО «АЛЬТЕРНАТИВА»
Россия
Высокая устойчивость к влажности и экстремальным температурам; Легко содержать фасад в чистоте; Возможность скрыть дефекты и неровности капитальных стен здания также позволяет сэкономить на ремонте; Простота сборки: можно проводить в любое время года.
АЛЬТ-ФАСАД 10ООО «АЛЬТЕРНАТИВА»
Россия
Фиброцементные панели сохраняют тепло, не дают зданию перегреваться при повышенных температурах;
Обшивка фиброцементными панелями не деформируется, не трескается, не выгорает;
Благодаря специальному зазору не будет избыточной влаги, грибка или конденсата;
Современное фотокерамическое покрытие. Технология самоочистки. Грязь легко смывается во время дождя.
ООО «АЛЬТЕРНАТИВА»
Россия
Для облицовки декоративной клинкерной плиткой (типа кирпича) в скрытом креплении.Это один из самых популярных материалов для облицовки фасадов. Клинкер характеризуется такими качествами, как аутентичность, долговечность и экологичность. Клинкерная плитка в навесных фасадах создает архитектурный вид кирпича, отвечающий архитектурной задаче; Простой и технологичный монтаж; Высокая производительность фасада.
Утилизация цементно-асбестовых отходов путем термической обработки и потенциальная возможность использования полученного продукта для производства клинкерного кирпича
Характеристика цементно-асбестового материала и его термическое разложение указано в таблице 1.Эти значения близки к результатам, полученным при химическом анализе Witek et al.


На рисунке 1 показаны рентгенограммы образца сырого цемента и асбеста, а также образца, прокаленного при выбранной температуре (700 °C). Этот сырой образец цемента-асбеста содержал как хризотиловый (ICDD-PDF 00-027-1276), так и крокидолитовый (ICDD-PDF 00-060-0343) асбест.Это подтверждается двумя наиболее сильными дифракционными интерференциями от этих асбестовых минералов в области 11°–12° 2 θ . Можно заметить, что основными кристаллическими фазами сырых цементно-асбестовых отходов были карбонат кальция CaCO 3 (в виде кальцита и ватерита (ICDD-PDF 04-012-8072, ICDD-PDF 00-060-0483 соответственно)) и портландит Ca(OH) 2 (ICDD-PDF 04-006-9147). Эттрингит (ICDD-PDF 00-041-1451) и гипс (ICDD-PDF 04-009-3817), а также β-двухкальциевый силикат (ICDD-PDF 01-083-0461), трехкальциевый силикат (ICDD-PDF 04-014). -9801), катоит (ICDD-PDF 00-038-0368) и следы кварца (ICDD-PDF 00-033-1161).Портландит является одним из основных продуктов процесса гидратации цемента, при котором также происходит образование гидратов силиката кальция (фаза CSH). Фазы CSH, как правило, обладают низкой степенью кристалличности и рентгеноаморфны, поэтому на рентгенограммах практически не видны. В данной цементно-асбестовой пробе изучен только гидрогранат катоит-гибшитового ряда Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3− x
(ОН) 4 x
является наиболее представленной и обнаруженной гидратированной кристаллической фазой.Карбонаты кальция являются основными продуктами выветривания, наблюдаемыми в цементно-асбестовой пробе. Их присутствие обусловлено процессом карбонизации цементной матрицы атмосферным СО 2 .
Гипс и эттрингит наблюдаются из-за добавления гипса CaSO 4 ·2H 2 O в качестве регулятора времени схватывания цемента и потому, что они могут образовываться в результате взаимодействия с окружающей средой (кислотные дожди). В присутствии гипса алюминат кальция цементного клинкера реагирует с водой с образованием эттрингита Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 ·26H 2 O.β-двухкальциевый силикат и трехкальциевый силикат наблюдались как непрореагировавшие клинкерные фазы цемента.
Рентгенограммы сырого цементно-асбестового образца и после термообработки при 700 °С в течение 2 ч
На рисунке 2 показаны результаты экспериментов по дифракции in situ (HT-XRD). С технологической точки зрения и с точки зрения возможности термической утилизации цементно-асбестовых отходов наиболее важным является диапазон температур, в котором исчезают дифракционные помехи асбестовых минералов. В связи с наличием в рассматриваемом образце двух минералов асбеста (хризотил и крокидолит) требуется отсутствие рентгеновских пиков обоих видов асбеста. Полученные результаты показывают, что с повышением температуры самые сильные дифракционные помехи от асбеста исчезают примерно при 700 °C, что отмечено петлей на рис. 2. Рисунок 3 создан на основе измерения HT-XRD и показывает поле стабильности всех исходных и новообразованных кристаллических фаз в рассматриваемом цементно-асбестовом образце при повышении температуры до максимальной температуры обжига 1200 °С.Первыми фазами разложения являются эттрингит и катоит с потерей воды до температуры 100 °С. Согласно [37], эттрингит начинает терять воду при 70 °С и нарушается ближний порядок в кристаллической структуре. Продукт термообработки эттрингита становится рентгеноаморфным. В диапазоне температур 100–200 °С присутствие гипса исчезало. Гипс разлагается до ангидрита по реакции: CaSO 4 ·2H 2 O → CaSO 4 ·1/2H 2 O + 3/2H 2 O → 10/CaSO 9 10 10 10 + 4 90 2 О.
Продукты термического разложения катоита и гипса на рентгенограммах не видны, скорее всего, из-за плохой кристалличности и низкого содержания в полученном материале после термической обработки. Между 400 и 500 °C последующие фазы цементной матрицы претерпевают термическое превращение. В этом интервале температур портландит разлагается по реакции: Ca(OH) 2 → CaO + H 2 O; ватерит также превращается в кальцит. Согласно литературным данным [38], при температуре ~460 °С ватерит подвергался фазовому переходу ватерит-кальцит.Наиболее интересны выводы относительно устойчивости асбеста. Оба испытуемых асбестовых минерала, т.е. хризотил и крокидолит, из использованного цементно-асбестового сланца устойчивы до температуры 600 °С. После измерения при температуре около 800°С дифракционные помехи хризотила уже отсутствовали (специфические интерференции исчезают при 650°С), в то время как для крокидолитового асбеста наблюдались лишь слабо выраженные следы. Он происходит из так называемого оксикроцидолита.
Это псевдоморфоза крокидолитового асбеста после его термического разложения и процесса дегидроксилирования.Однако температуры 700 °С достаточно для термического разложения крокидолита, что было подтверждено предыдущими исследованиями [39], где было установлено, что крокидолитовый асбест подвергается процессу дегидроксилирования в интервале температур 400–450 °С. Поскольку эксперимент по дифракции на месте (HT-XRD) проводился в динамических условиях, это наблюдение предполагает, что прокаливания цементно-асбестового материала при 700 °C уже должно быть достаточно для термической утилизации асбестосодержащих материалов.В результате термического разложения асбестовых минералов при более высокой температуре наблюдались следы оливина (Mg,Fe) 2 SiO 4 (ICDD-PDF 01-083-0648). Благодаря наличию других фаз из вяжущей матрицы в состав новых фаз входили продукты термического разложения асбеста. Кальцит разлагается (CaCO 3 → CaO + CO 2 ) примерно при 700–800 °C с образованием больших количеств CaO (ICDD-PDF 04-006-5940), который доступен в качестве реагента для последовательных высокотемпературных реакций.
.Известь присутствует до 1100 °C. Непрореагировавшие клинкерные фазы цементоподобного β-дикальциевого силиката стабильны до 600 °С, а затем трансформируются в высокотемпературную разновидность (α-C 2 S в обозначениях цемента, α-дикальциевый силикат) [40]. После термической обработки при 1200 °C периклаз (ICDD-PDF 01-075-9568), кристобалит (ICDD-PDF 01-075-3164), двухкальциевый силикат (ICDD-PDF 00-031-0299) и группа мелилита Ca 2 (Mg, Fe, Al, Si) 3 O 7 (ICDD-PDF 04-016-3580).
HT-XRD рентгенограммы цементно-асбестового образца
Рис. 3Диапазоны температурной стабильности кристаллических фаз цементно-асбестового образца; узкая полоска — следы фазы
На основании полученных результатов была выбрана температура 700 °С как возможное минимальное значение огневой обработки, обеспечивающее термическую деструкцию крокидолита и хризотил-асбеста, содержащихся в испытанном нами цементно-асбестовом материале. Основными минеральными компонентами термообработанного цементно-асбестового материала (через 2 ч при 700 °С) были кальцит и двухкальциевый силикат (рис. 1). Также не было четко видимых дифракционных помех от асбестовых минералов. Слабая интерференция на ~11° 2 θ исходит от реликта крокидолита, так называемого оксикрокидолита (Na 2 Fe 4 FeSi 8 O 24 ), и является результатом процесса дегидроксилирования [ 41]. Внешняя вытянутая форма кристалла, вероятно, сохраняется, тогда как внутренняя структура уже изменена.Это явление часто наблюдается в случае глинистых минералов. Следует подчеркнуть, что в соответствии с [41] процесс дегидроксилирования крокидолитового асбеста протекает в интервале температур 400–500 °С. Это было подтверждено исследованием инфракрасной спектроскопии. После этого процесса волокна крокидолита теряют механическую прочность и легко ломаются [41].
Полученный продукт показал высокую способность к измельчению и легко преобразовывался в пылевидный формовочный материал без волокнистых структур. Это было подтверждено наблюдением с помощью СЭМ (рис. 4). На микрофотографии СЭМ образца цемента и асбеста, прокаленного при 700 °C, а затем слегка измельченного, волокнистый асбест отсутствует (рис. 4c). Для подтверждения выбранной минимальной температуры прокалки цементно-асбестового цемента были проведены дополнительные исследования.
СЭМ-изображения излома сырого ( a ) цементно-асбестового образца и после прокаливания при 700 °C в течение 2 ч: без изменений ( b ) и после мягкого дробления в агатовой ступке ( c )
На рис.5. На кривой ДТА сырьевых цементно-асбестовых отходов преобладали четыре эндотермических эффекта, обусловленных разложением вяжущей матрицы. Все эффекты связаны с изменением массы. Из-за малого количества асбестовых минералов в цементно-асбестовом материале не было выявлено видимых характерных эффектов разложения идентифицированных асбестовых минералов; эти эффекты были замаскированы термическим разложением компонентов вяжущей матрицы. Первый широкий эндотермический пик виден в диапазоне температур 70–250 °С.Этот пик связан в основном с водой, выделяющейся из фазы CSH и фазы AFt/AFm (т.е. эттрингита и моносульфоалюмината) [42, 43]. Второй эндотермический пик при 520 °C указывает на присутствие портландита Ca(OH) 2 и его дегидроксилирование (Ca(OH) 2 → CaO + H 2 O). В широком диапазоне температур 650–800 °С наблюдается третий эндотермический эффект. Такой широкий температурный диапазон влияния может свидетельствовать о разной степени кристалличности карбонатных минералов [31] или о термическом разложении вяжущих фаз, т.е.г. дженнит [44]. Нормальная одностадийная реакция термического разложения кальцита постепенно превращается в двухстадийную реакцию в условиях сильного выветривания, тогда как структура кальцита разрушается в процессе выветривания [45]. При более высокой температуре (в интервале 800–900 °С) происходит разложение хорошо кристаллического кальцита (CaCO 3 ) [46].
После изотермического прокаливания при 700°С наиболее характерные эндотермические эффекты исчезают. Наблюдался только один эффект с изменением массы в диапазоне 800–900 °С, указывающий на наличие и термическое разложение карбоната кальция (CaCO 3 → CaO + CO 2 ).
Кривые ДТА и ТГ сырого цементно-асбестового образца и после термообработки при 700°С в течение 2 ч
Для подтверждения термического разложения асбестовых минералов, входящих в состав цементно-асбестового материала, образец, полученный после прокаливания, исследовали методом FT-IR и сравнивали с ИК-спектром цементно-асбестового сырья. Результаты этого исследования представлены на рис. 6. Полосы поглощения, связанные с растяжением ОН-групп асбестовых минералов, видны на ИК-Фурье-спектре образца сырого цемента-асбеста в области высоких волновых чисел.ИК-полосы, зарегистрированные в области 1400–1500 см 90 244 -1 90 245, указывают на присутствие карбонатов, а ниже 1100 см 90 244 -1 90 245 характерны для растяжений Si-O-Si в кремнеземной сетке. Прокаливания при 700 °С достаточно для процесса трансформации асбеста, вызывающего исчезновение характерных полос поглощения асбестовых минералов; теряется характерная двойная полоса 3640–3680 см -1 , соответствующая валентным колебаниям ОН асбеста. Характерная карбонатная полоса на ~1400 см -1 осталась из-за того, что температура термообработки была слишком низкой.Температура термической обработки, равная 700 °С, является слишком низкой для полного термического разложения кальцита. Эта реакция только инициируется, на что указывает более низкая интенсивность ИК-полосы.
ИК-Фурье спектры сырого цементно-асбестового образца и после термообработки при 700°С в течение 2 ч
Переработка продукта превращения в клинкерных кирпичных смесях
В данном разделе исследования в качестве потенциального вторичного сырья для производства клинкерного кирпича использовали предварительно прокаленный цементно-асбестовый (при 700 °С в течение 2 ч). Результаты физических свойств полученных клинкерных керамических материалов (табл. 2) показывают, что существует перспективность использования обожженного цементно-асбестового материала в качестве вторичного сырья при производстве спеченной керамики.
Значения общей линейной усадки для масс, содержащих 5 % масс. обожженных цементно-асбестовых отходов, находятся на уровне эталонных масс (без отходов) для всех температур спекания, тогда как для масс, содержащих 10 % масс., значения ниже.Значения общей линейной усадки для этих образцов обычно уменьшаются на ~1 %. При этом с повышением температуры спекания от 1150 до 1200 °С для всех керамических масс наблюдается незначительное снижение значений этого свойства. Это может свидетельствовать о начале процесса набухания и превышении оптимальных режимов обжига керамики. Подтверждением этого факта может служить практически отсутствие изменений значений кажущейся плотности между образцами, спеченными при 1150 и 1200 °С.
Водопоглощение, а также открытая пористость керамических материалов, полученных на основе асбестовых материалов, как правило, выше, чем у сравнительных образцов без цементно-асбестовой добавки. Исключение составляет материал, полученный с 5 % масс. обожженного цементно-асбестового цемента и спеченный при 1200 °С. В этом случае было получено более низкое водопоглощение по сравнению с эталонным материалом (2,7 против 3,3%). Также значение открытой пористости было самым низким (6 %). С учетом значений водопоглощения наиболее близкие результаты получены для материалов, приготовленных с наименьшим содержанием асбеста, т.е.е. 5 % масс. Увеличение содержания цементно-асбестовой смеси до 10% масс. в керамических смесях заметно ухудшает водопоглощение. Для каждой температуры спекания значения водопоглощения выше по сравнению с эталонной клинкерной керамикой. Однако следует подчеркнуть, что водопоглощение клинкерного кирпича, согласно польским отраслевым стандартам (PN-B-12008:1996/Az1:2002), не должно превышать 6 % и 10 % для строительного и дорожного клинкера соответственно. В случае керамических материалов с кальцинированной цементно-асбестовой добавкой требование к дорожному клинкеру выполняется для каждой температуры спекания.При температуре спекания 1150–1200 °С для 5 % масс. цементно-асбестовых отходов и 1200 °С для 10 % масс. прокаленных асбестовых отходов значения водопоглощения явно падают ниже 6 %, и полученный керамический материал можно отнести к категории строительная клинкерная керамика.
Полученные результаты прочности на сжатие также удовлетворительны. Прочность на сжатие клинкера должна быть в пределах 22–75 МПа. Значения прочности на сжатие полученной клинкерной керамики с цементно-асбестовой смесью находились в пределах 25–40 МПа, что соответствует требованиям стандарта.Следует отметить, что добавление 10% масс. цементно-асбестового материала не привело к снижению прочности керамического материала на сжатие по сравнению с образцом с 5% масс. этого отхода. При этом для температуры спекания 1100 и 1150 °С значения практически идентичны. Полученные керамические материалы обладают полной морозостойкостью, то есть выдерживают 25 циклов замораживания-оттаивания в диапазоне температур от -25 °С до комнатной температуры.
Характерные изображения микроструктуры излома полученных керамических материалов представлены на рис.7. Небольшое количество цементно-асбестовой смеси (5% масс.) в керамических смесях не оказывает существенного влияния на получаемые керамические материалы по сравнению с материалами без отходов асбеста. Изображения SEM очень похожи. Увеличение содержания цементно-асбестовой смеси до 10 % масс. вызвало четкие и видимые различия в микроструктуре полученного материала клинкерного кирпича, который стал более пористым.
Рис. 7 СЭМ-микрофотография (излом) полученной клинкерной керамики, спеченной при 1200 °С с различным содержанием обожженного цемента-асбеста: 0 % масс. ( a ), 5 % масс. ( b ) и 10 масс. % ( с )
Использование хвостов железной руды в качестве сырья для производства портландцементного клинкера
Цементная промышленность уже некоторое время занимается поиском альтернативного сырья для производства портландцементного клинкера.Целью данного исследования явилось изучение возможности использования железорудных хвостов (ЖОТ) для замены глины в качестве глиноземно-силикатного сырья для производства портландцементного клинкера. Для этого были приготовлены два вида клинкеров: один – IOT; другой был приготовлен из глины в качестве эталона. Методами анализа горючести, дифференциально-термического анализа, рентгеноструктурного анализа и анализа гидратации исследованы реакционная способность и горючесть сырьевой муки, минералогический состав и физические свойства клинкера, гидратационная характеристика цемента.Результаты показали, что сырьевая мука, содержащая ИОТ, обладала более высокой реакционной способностью и горючестью, чем сырьевая мука, содержащая глину, а использование ИОТ не влияло на формирование характерных минералогических фаз портландцементного клинкера. Кроме того, физические и механические характеристики двух цементных клинкеров были схожими. Кроме того, было обнаружено, что использование IOT улучшает измельчаемость клинкера и снижает теплоту гидратации портландцемента. Эти данные свидетельствуют о том, что ИОТ может заменить глину в качестве алюмосиликатного сырья для приготовления портландцементного клинкера.
1. Введение
IOT представляют собой твердые отходы, образующиеся в процессе обогащения железной руды и являющиеся одной из основных проблем загрязнения в горнодобывающей промышленности. Непрерывное развитие черной металлургии привело к увеличению количества IOT; ежегодно выбрасывается более 300 миллионов тонн IOT, но общий коэффициент использования IOT по-прежнему составляет менее 10%; накопление запасов по-прежнему остается наиболее распространенным и экономически эффективным способом управления ИОТ [1, 2].Однако огромное количество накопленных IOT порождает ряд экологических и социальных проблем. В последние годы IOT как вторичные ресурсы получили значительное внимание во многих странах мира. В настоящее время исследования по комплексному использованию ИОТ в основном сосредоточены на переработке полезного металла и производстве строительных материалов, среди которых использование ИОТ для производства строительных материалов является более эффективным решением для восстановления ресурсов и управления ИОТ [3, 4] .Использование IOT в качестве сырья для строительной промышленности не только потребляет большое количество IOT и обеспечивает нулевой выброс отходов IOT, но также полезно для защиты природных минеральных ресурсов.
Производство портландцементного клинкера потребляет большое количество природных ресурсов (известняк, глина и др.), и глина не зря широко используется в качестве традиционного глиноземно-силикатного сырья [5]. Цементная промышленность претерпела колоссальное развитие за последние десятилетия, но она вызывает чрезмерную эксплуатацию глинистых ресурсов и значительный ущерб окружающей среде.В настоящее время цементная промышленность сталкивается с проблемой недостаточного снабжения сырьем и защитой окружающей среды, поэтому она уже некоторое время занимается поиском альтернативного сырья для производства портландцементного клинкера. Хорошо известно, что в качестве альтернативного сырья для производства портландцементного клинкера используются различные твердые промышленные отходы, такие как сталеплавильный шлак, шламовая зола и керамические отходы [6–9]. Благодаря высокому содержанию диоксида кремния и железа IOT можно использовать в качестве силикатного или железосодержащего корректирующего материала при производстве портландцементного клинкера, но потребление IOT довольно низкое.Кроме того, редко обсуждается влияние использования ИОТ в качестве сырья на свойства сырьевой муки и характеристики гидратации портландцемента. По сравнению с использованием в качестве корректирующего материала, использование IOT в качестве алюмосиликатного сырья для производства портландцементного клинкера может потреблять больше IOT и сокращать добычу глины; однако до настоящего времени имеется мало информации о замене глины ИОТ в качестве глиноземистого силикатного сырья для приготовления портландцементного клинкера.
В работе исследована возможность использования ИОТ для полной замены глины в качестве алюмосиликатного сырья для производства портландцементного клинкера; свойства сырьевой муки, клинкера и цемента изучались методами анализа горючести, дифференциально-термического анализа, рентгеноструктурного анализа и анализа гидратации. С одной стороны, это может решить экологические проблемы IOT и повысить коэффициент комплексного использования IOT. С другой стороны, он может стать альтернативным алюмосиликатным сырьем для цементной промышленности.
2. Материалы и методы
2.1. Материалы
В этом исследовании IOT был получен на заводе по обогащению железной руды в провинции Хэнань. Глина была с кирпичного завода в Шияне, а железная руда была с Jiugang Group. Известняк и кварцевый песок были приобретены у Huangshi XinHai Trade Co., Ltd. и Jingyou Sand Co., Ltd. соответственно. В качестве сырья для производства портландцементного клинкера использовались IOT, глина, известняк, кварцевый песок и железная руда. В эксперименте использовались два различных вида алюмосиликатного материала (глина и IOT).Известковым материалом был известняк. В качестве корректирующих материалов использовали кварцевый песок и железную руду для корректировки содержания силиката и железа в сырьевой муке соответственно.
Основной химический состав сырья показан в таблице 1. Химический состав IOT показан в дополнительных материалах, доступных онлайн по адресу http://dx.doi.org/10.1155/2016/1596047. Основной компонент IOT и глины аналогичен, а содержание алюминия в IOT довольно высокое, что относится к богатому алюминием типу.Опасными веществами IOT являются SO 3 и Cl, но их содержание очень низкое. Рентгенограмма (рис. 1) показывает, что основными минеральными фазами IOT являются феррочермакит и анортит, тогда как авгит и клинохлор встречаются в качестве второстепенных фаз. Однако кварц не обнаружен на рентгенограмме IOT, который является обычным компонентом IOT. SiO 2 в амфиболе и полевом шпате легче соединяется с CaO в процессе спекания, чем в кварце, что означает, что IOT обладает относительно высокой реакционной способностью.Следовательно, ИОТ представляется подходящей альтернативой алюмосиликатному сырью для производства портландцементного клинкера.
2.2. Подготовка образцовМодуль клинкера всегда использовался для контроля производства клинкера из портландцемента. Композиционные параметры модуля клинкера перечислены ниже: Были приготовлены два вида образцов; один был приготовлен из глины в качестве эталона (RM-1), а другой был приготовлен IOT (RM-2).
|