Экспертиза качества рельефной плитки керамической глазурованной для внутренней облицовки стен прямоугольной формы

1. Номенклатура продукции

По форме керамические плитки подразделяют на квадратные, прямоугольные и фигурные.

Боковые грани плиток могут быть без завала или с завалом.

Величина радиуса завала не является браковочным признаком.

Тип, форма и размеры плиток и фасонных деталей должны соответствовать указанным в табл. 1.

Таблица 1, мм

Условное обозначение плиток в технической документации при заказе должно состоять из указания их типа, цвета и обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения:

белых квадратных плиток без завала, типа 2:

Тип 2 белые ГОСТ 6141-91

цветных прямоугольных плиток с завалом четырех граней, типа 33:

Тип 33 цветные ГОСТ 6141-91

цветных фасонных угловых деталей, типа 38:

Тип 38 цветные ГОСТ 6141-91

белых фигурных плиток, типа 50:

Тип 50 белые ГОСТ 6141-91

Лицевая поверхность плиток и фасонных деталей может быть гладкой или рельефной, одноцветной или многоцветной (декорированной различными методами).

Декорирование плиток может осуществляться методом сериографии, набрызгивания, нанесения глазурей с различным поверхностным натяжением и др.

Глазурь может быть блестящей или матовой, прозрачной или заглушенной. [1]

В качестве базового изделия выбираем цветные прямоугольные плитки с завалом четырех граней, типа 33,200х150.

2. Сырьевые материалы

В качестве сырья для производства керамической плитки используются смеси различных материалов, в частности:

1. глины и каолин, которые обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки, обеспечения достаточной прочности полуфабриката в высушенном состоянии. Но с увеличением их содержания в массе увеличивается воздушная и общая усадка, следовательно, увеличивается количество брака в производстве;

2. кварцевый песок, который образует «скелет» керамического изделия, то есть выполняет структурную функцию, необходимую для того, чтобы ограничить и контролировать изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге;

3. карбонатные материалы, в зависимости от характера действия, разделяющиеся на плавни (полевые шпаты-алюмосиликаты натрия, калия, кальция; пегматит; доломит и др.) и отощающие (шамот, кварцевый песок, и т.д.), благодаря которым при обжиге достигается нужная вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия;

Кроме основных сырьевых материалов, в производстве используются добавочные, вводимые в массу в качестве электролитов - растворимое стекло, каустическая сода, ПАВ органического происхождения (Сульфитно-спиртовая барда и др.);

4. отбеливающие материалы - сернокислый кобальт и др.

Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты), которая наносятся на поверхность изделия и расплавляется.

По температуре спекания глазурь подразделяют на тугоплавкие (1100-1350 °С) и легкоплавкие (900-1100°С). Плавкость глазури зависит от входящих в ее состав материалов.

Тугоплавкие глазури наносятся на изделие в сыром виде, т.е. без предварительного сплавления. В их состав входят: кварц, каолин, глина, природные карбонаты двухвалентных металлов (доломит, мрамор, и др.)

Легкоплавкие глазури предварительно сплавляют. Материалы для сплавления таких глазурей: кварц, полевой шпат, бура или борная кислота, карбонат стронция, магнезит, доломит, и др.

При последующем охлаждении расплавленная масса затвердевает, образуя стекло, которое придает верхнему слою плитки особые свойства. [1,4]

3. Технология производства

3.1 Общая технологическая схема производства

Транспортирование глины из карьера на производство осуществляется автосамосвалами. После доставки глины ее складируют на территории завода в непосредственной близости от формовочного цеха. Предварительную заготовку и хранение глины применяют для обеспечения непрерывной работы заводов, особенно в зимнее время года. Весьма важным в промежуточном складировании является то, что при нескольких перевалках глины усредняется ее вещественный состав, происходит перераспределение влаги и разрушение природной структуры. Это способствует улучшению формовочных и сушильных свойств глиняного сырья.

3.3 Приготовление формовочных масс

Приготовление смеси включает в себя несколько операций, которые обеспечивают получение измельченного однородного материала с определенным содержанием влаги, необходимой для последующей формовки. Измельчение сырья служит для облегчения последующего процесса обжига керамического изделия.

Методы приготовления смеси:

- мокрый;

- сухой.

Для производства рельефной плитки керамической глазурованной для внутренней облицовки стен прямоугольной формы применяем мокрый способ приготовления смеси.

При использовании мокрого метода измельчение и смешивание составляющих смеси происходит в специальных центрифугах, куда вместе с сырьем помещаются очень прочные шары из металлокерамики и вода. В процессе вращения центрифуги эти шары ударяясь друг с другом измельчают сырье до состояния водной суспензии (шликера). Далее необходимая для равномерного смешивания влага удаляется процессом атомизации (противоточное распыление шликера горячим потоком воздуха с немедленным испарением влаги). В итоге получается порошкообразная смесь с необходимым для формовки содержанием воды (4-7% для метода прессования).

Основное отличие сухого метода от мокрого заключается в том, что сырье измельчается без добавления воды. Увлажнение его происходит позже в специальных машинах.

Технология мокрого измельчения дороже (необходимо много энергии для удаления воды), но дает лучшие результаты. Поэтому при производстве керамогранита и монокоттуры используют именно этот метод.

3.4Формование изделий

3.5 Сушка сырцовых изделий

В процессе сушки из изделия удаляется влага, которая была необходима для формовки. Ее содержание уменьшается до 0,2%. Процесс осуществляется в сушильных установках с сушкой горячим воздухом.

3.6 Обжиг

Обжиг плитки может длиться от 40 до 120 минут. Печь для обжига - закрытый конвейер длиной от 50 до 80 метров. Посредством подачи газа по трубам на каждые 20 см печи в каждой точке поддерживается определенная температура. Таким образом, в процессе движения по печи изделие обжигается при температуре от 200 до 1200 градусов по Цельсию.

Наиболее важный элемент процесса обжига плитки - разработка и соблюдение температурной кривой. Верное построение температурной кривой отражается на важнейших технических показателях плитки в дальнейшем. Следует отметить, что как только меняется партия сырья, температурная кривая должна быть разработана заново. Поэтому очень важно для производителя плитки постоянный поставщик сырья. И, следовательно, только те производители, кто имеет давний опыт производства, способны обеспечить стабильное качество. Для каждого типа плитки (а иногда и для каждой коллекции) разрабатывается индивидуальный температурный режим. Отличается и максимальная температура обжига для разных материалов. У плитки двойного обжига - около 950°С. В процессе обжига при высоких температурах плитка теряет влагу и уменьшается в размерах (ужимается). Величина усадки растет с температурой обжига и может варьироваться от 0% (у плитки двукратного обжига).

Двойной обжиг используется для производства настенной глазурованной плитки. Он состоит из двух этапов. На первом - обжигается только основание плитки. Обжиг производится при достаточно невысоких температурах. В результате получается высокопористый (более 10%) черепок, не подвергнувшийся усадке и не требующий в дальнейшем сортировки плитки по размерам (калибровки). Далее на основание наносится глазурь и происходит вторичный обжиг, характеризующийся еще более низкой температурой (700-900 градусов). Общий смысл поэтапного обжига - обеспечение необходимых прочностных характеристик бисквита (необходимы высокие температуры), и сохранение цвета желаемой яркости и насыщенности (при низких температурах красящие пигменты практически не выгорают).

3.7 Декорирование лицевой поверхности

Декор производится при помощи 3-его обжига. Для начала, на уже готовую плитку наносят необходимый рисунок. Делается это различными способами в зависимости от ожидаемого эффекта - нанесением рисунка через сетки или трафареты красками, золотом, глазурью (иногда в виде порошка). После изделие обжигается при еще более низкой температуре (до 700 градусов). При этом порошок глазури расплавляется, образуя рельефный рисунок. Затем, если декоры производятся на фоновой плитке, осуществляется их нарезка. Достаточно много декоров производится из гипса (основание), а потом раскрашиваются и глазуруются вручную. Такие декоры достаточно часто имеют геометрические отклонения от идеала по причине непредсказуемого поведения гипса при обжиге. О таких отклонениях следует сообщать клиентам при выборе именно таких декоров. Поскольку процесс производства декоративных элементов наиболее длительный и сложный, декоры имеют большую стоимость по сравнению с фоновой плиткой.

3.8 Политой обжиг

Политой обжиг ведут в окислительной или восстановительной среде при температуре 1320 -1430 °C. Печи для политого обжига - это, как правило, туннельные печи с вагонетками, роликовые печи (в том числе многоканальные), туннельные печи скоростного обжига с подвижным подом, конвейерные печи. При меньшей загрузке применяют печи периодического действия (камерные, колпаковые, печи с выкатным подом). Садку размещают на огнеупорных подставках (так называемый «огнеприпас»). Продолжительность политого обжига составляет 25 - 36 ч в туннельной печи и от 3,5 до 5 ч в печах скоростного обжига без огнеприпаса.

Политой обжиг проводят для закрепления глазури в печи с температурой 1030 -1050 °C.

3.9 Сортировка и упаковка готовой продукции

Сортировка плиток, резка, вырезка отверстий. Для получения облицовки хорошего качества плитки сортируют по размерам и оттенкам с отборкой дефектных плиток в соответствии с ГОСТ 6141-76 «Плитки керамические для внутренней облицовки стен».

Средства контроля:

· Штангенциркуль и штангенциркуль с глубиномером по ГОСТ 166.

· Толщиномер или стенкомер по ГОСТ 11358.

· Рулетка с ценой деления не более 1 мм по ГОСТ 7502.

· Прибор с индикаторами часового типа по ГОСТ 577, ГОСТ 5584 для определения отклонения лицевой поверхности плиток от плоскостности (приложение А).

· Прибор с индикаторами часового типа по ГОСТ 577, ГОСТ 5584 для определения отклонения формы плитки от прямоугольной и искривления граней плитки (приложение Б).

· Плиты калибровочные плоские металлические с точными размерами, соответствующими номинальным размерам измеряемых плиток толщиной не менее 10 мм с ровными плоскими гранями и поверхностями, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10905.

· Линейка по ГОСТ 427.

· Угольник по ГОСТ 3749.

· Щупы по соответствующей нормативной документации.

· Погрешность средств измерений не должна быть более: ±0,1 мм при измерении всех размеров плиток, кроме длины диагоналей; ±1,0 мм - при измерении длины диагоналей плиток и всех размеров ковров.

Допускается применять другие средства измерений, погрешность которых не ниже требований настоящего стандарта.

Проведение измерений. 1) Длину и ширину прямоугольной плитки измеряют штангенциркулем вдоль соответствующей грани плитки со стороны лицевой поверхности на расстоянии 5-8 мм от угла.

2) Толщину плитки измеряют штангенциркулем или толщиномером посередине каждой стороны-изделия на расстоянии не более 15 мм от граней. Место измерения может быть смещено от середины стороны плитки не более чем на 30 мм.

В толщину плитки следует включать величину рельефа лицевой поверхности и рифления на монтажной поверхности.

3) Длину и ширину измеряют линейкой или рулеткой вдоль соответствующей стороны на расстоянии 50-60 мм.

4) Измерение величины рифления на монтажной поверхности плитки проводят штангенциркулем с глубиномером в пяти произвольно выбранных точках.

5) Измерение отклонения лицевой поверхности плитки от плоскостности:

· Отклонение лицевой поверхности плитки от плоскостности (кривизну лицевой поверхности) определяют, используя прибор, схема которого приведена в приложении А.

При измерении прямоугольной плитки используют два прибора с зеркальным расположением соответствующей оснастки с установкой одного из индикаторов на одном приборе посередине длинной стороны плитки, на другом - посередине короткой. На каждом приборе плитку при измерениях поворачивают один раз на 180°.

Искривление лицевой поверхности каждой из 25 плиток в партии определяли с помощью щупа и металлической линейки. Линейку прикладывали ребром к диагонали плитки и измеряли наибольший зазор между нею и глазурованной поверхностью.

Величину искривления рельефных плиток определяют со стороны монтажной поверхности.

8) Измерение искривления граней плитки

· Искривление граней плитки определяют, используя прибор, схема которого приведена в приложении В.

Выбирают прибор и калибровочную плиту в соответствии с номинальными размерами измеряемой плитки. Калибровочную плиту помещают на основание прибора, прижимая к установочным штифтам, и выставляют индикатор 3 на нулевую отметку. Извлекают калибровочную плиту, на ее место устанавливают контролируемую плитку лицевой поверхностью вниз и регистрируют показания индикатора.

Для измерения прямоугольной плитки используют два прибора, при этом на одном приборе индикатор 3 должен быть установлен на длинной стороне плитки, на другом - на короткой. На каждом приборе плитку при измерениях поворачивают один раз на 180°.

Обработка результатов.

1. При всех измерениях плитки и вычислениях среднеарифметического значения толщины показание средства измерения и получаемые результаты округляют до 0,1 мм.

2. При всех измерениях ковра и вычисления среднеарифметического значения длины и ширины ковра показание средства измерения и получаемые результаты округляют до 1 мм.

3. Каждое измеренное значение длины, ширины и величины рифления на монтажной поверхности плитки и ширины шва в ковре должно соответствовать требованиям, установленным нормативной документацией на конкретные изделия.

4. За толщину прямоугольной плитки принимают среднеарифметическое значение результатов четырех измерений, при этом разность между наибольшим и наименьшим значениями (разнотолщинность) не должна превышать требований, установленных нормативной документацией на конкретные изделия.

За толщину плитки, имеющей форму, отличную от прямоугольной, принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений, если иное не указано в нормативной документации на конкретные изделия.

5. За отклонение формы плитки от прямоугольной (косоугольность) принимают наибольшее из измеренных значений.

6. Отклонение формы ковра от прямоугольной (косоугольность) вычисляют по разности длин измеренных диагоналей.

7. За отклонение лицевой поверхности плитки от плоскостности (кривизну лицевой поверхности) принимают наибольшее значение зазора в партии.

9. За искривление граней плитки принимают:

а) наибольшее из измеренных значений - при вогнутой грани;

б) половину суммы наибольшей измеренной величины зазора и толщины щупа - при выпуклой грани.

Партию плиток считают соответствующей требованиям, установленным нормативной документацией и относят к приемочному числу.

5.3 Определение водопоглощения

Средства контроля: Шкаф сушильный лабораторный с перфорированными полками, позволяющий автоматически поддерживать температуру (110±5) °С.

Установка экспресс-контроля водопоглощения (ЭКВ), схема которой приведена на рисунке 1.

Кассеты для установки образцов в вертикальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом для тех случаев, когда размеры сушильного шкафа не позволяют разместить целые плитки в горизонтальном положении на полках.

Весы лабораторные технические по ГОСТ 24104 с погрешностью не более 0,01 г. при взвешивании образцов массой не более 100 г. и погрешностью 0,1 г - при взвешивании образцов массой более 100 г.

Рисунок 1 - Схема установки экспресс-контроля водопоглощения.

1 - сигнализатор уровня воды; 2 - вакуумная камера; 3 - образцы, 4 - электромагнитный клапан подачи и слива воды; 5- бак с водой; 6 - вакуумный насос; 7- вакуумметр; 8 - электромагнитный клапан сообщения камеры с атмосферой

Плита электрическая или газовая бытовая.

Емкость для кипячения с металлической сеткой или проволочной подставкой.

Ткань мягкая или губка.

Для определения водопоглощения от партии плиток произвольно отбирают 3 образца.

Испытания проводят на целых плитках или на частях одной плитки любой формы массой не менее 50 г., считающихся одним образцом, при этом число частей плитки должно быть не менее трех.

Проведение испытания. Образцы высушивают при температуре (110±5) °С в течение 1ч, охлаждают и взвешивают.

Затем образцы продолжают сушить до постоянной массы. Массу считают постоянной, если расхождение между результатами двух последовательных взвешиваний не будет превышать 0,1% результата предпоследнего взвешивания.

Время сушки между двумя последовательными взвешиваниями должно быть не менее 20мин.

При проведении испытания насыщение образцов водой можно проводить как кипячением, так и в вакуумной камере.

В арбитражных ситуациях насыщение образцов водой следует проводить кипячением.

Образцы, подготовленные по выше указанной методике, помещают в емкость для кипячения на металлическую сетку или проволочную подставку так, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Затем наливают воду, уровень которой должен быть выше образцов не менее чем на 50 мм. Воду доводят до кипения и выдерживают образцы в кипящей воде в течение 1 ч. В процессе кипячения воду доливают, чтобы ее уровень был выше образцов. Затем образцы оставляют в той же воде на 4ч для охлаждения.

Образцы, подготовленные, помещают в вакуумную камеру, из которой откачивают воздух. Остаточное давление в камере не должно быть более 2,7 кПа (~20 мм рт. ст.).

При этом давлении образцы выдерживают в течение 10 с, после чего в камеру подают воду до заданного уровня и сообщают камеру с атмосферой. Насыщение образцов при атмосферном давлении должно продолжаться в течение 60с.

После насыщения образцов водой их извлекают из воды, протирают влажной мягкой тканью или губкой для удаления с поверхности капель влаги и взвешивают. Результаты взвешивания округляют до 0,1 г.

Обработка результатов. Водопоглощение W, %, вычисляют по формуле

(1)

где - масса образца, высушенного до постоянной массы, г;

- масса образца, насыщенного водой, г.

Результат вычисления округляют до 0,1%.

За водопоглощение плиток данной партии принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

5.4 Определение термической стойкости глазури

Средства контроля: Шкаф сушильный лабораторный с перфорированными полками, позволяющий автоматически поддерживать температуру 125 и 150 °С с погрешностью ±5 °С.

Подставка (кассета) для установки образцов таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Емкость для охлаждения образцов в воде.

Ткань мягкая.

Раствор органического красителя (чернила).

Для определения термической стойкости глазури используют целые плитки, произвольно отобранные из партии, 3 образца.

Проведение испытания. Образцы, подготовленные, ставят в кассету и вместе с ней помещают в нагретый до заданной температуры сушильный шкаф.

Образцы всех плиток, кроме плиток для внутренней облицовки стен, покрытых белой глазурью, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 125°С, плитки для внутренней облицовки стен, покрытые белой глазурью, - при температуре 150°С в течение 30 мин. Затем плитки извлекают и сразу помещают в емкость для охлаждения проточной водой с температурой (15±5) °С так, чтобы плитки были полностью покрыты водой.

После охлаждения плитки извлекают из воды, на их глазурованную поверхность наносят несколько капель органического красителя, а затем протирают мягкой тканью и осматривают.

Обработка результатов. Плитки считают термически стойкими, если после испытания не будет обнаружено повреждение их глазурованной поверхности.

Партию плиток считают термически стойкой, если все образцы выдержали испытания.

5.5 Определение предела прочности при изгибе

Средства контроля: Устройство любой конструкции, обеспечивающее возможность приложения нагрузки со скоростью 17-25 Н/с по схеме, приведенной на рисунке 2, и имеющее прибор, позволяющий измерить разрушающую нагрузку с погрешностью не более 2%.

Опоры и деталь, передающая нагрузку, в месте соприкосновения с образцом должны иметь цилиндрическую форму радиусом от 5 до 10 мм. Длина опор и детали, передающей нагрузку, должна быть не менее ширины образца. Обе опоры должны иметь возможность качаться около своей горизонтальной оси.

Прокладки резиновые толщиной (2,5±0,5) мм, шириной (20±5) мм и длиной не менее ширины испытываемого образца.

Шкаф сушильный.

Штангенциркуль по ГОСТ 166.

Рисунок 2 - Схема испытания плиток на прочность при изгибе

1 - опора; 2 - резиновая прокладка; 3 - образец; 4 - деталь, передающая нагрузку.

Отобрано 3 образца для испытания на прочность при изгибе.

Испытания проводят на целых плитках, не подвергавшихся другим испытаниям и высушенных до постоянной массы.

Образцы высушивают при температуре (110±5) °С в течение 1 ч, охлаждают и взвешивают. Затем образцы продолжают сушить до постоянной массы.

Массу считают постоянной, если расхождение между результатами двух последовательных взвешиваний не будет превышать 0,1% результата предпоследнего взвешивания.

Время сушки между двумя последовательными взвешиваниями должно быть не менее 20 мин.

Подготовка и проведение испытания. Устанавливают расстояние между осями опор, равное от 80 до 90% длины испытываемого образца.

Образец кладут на две опоры лицевой поверхностью вверх, между опорами и образцом, а также между деталью, передающей нагрузку, и образцом помещают резиновые прокладки.

При использовании устройств, в которых детали, соприкасающиеся с образцом, обрезинены, резиновые прокладки не применяют.

Нагрузку повышают со скоростью 17-25 Н/с до разрушения образца. Затем измеряют ширину и толщину образца; ширина образца может быть измерена также до проведения испытания.

Толщину измеряют штангенциркулем в трех точках в местах излома без рифлений.

За толщину плитки принимают среднеарифметическое значение результатов трех измерений. В случае, если нет возможности измерить толщину плитки без рифлени...