Что такое шамот в керамике

Шамотная глина в керамике и ее свойства

Одной из разновидностей глины является шамот. Его используют в кладке печей, облицовке каминов, при изготовлении огнеупорных кирпичей, в качестве скрепляющего материала и для декоративного назначения. В состав шамотной глины входит белый каолин, который после обжига приобретает прочность и огнестойкость.

Высокотемпературная обработка превращает глину в материал, свойства прочности которого сравнивают с прочностью горных пород.

Шамотная глина или шамот – это обожженная глина из белого каолина, причем обжиг является обязательным условием изготовления материала, так как при высокой температуре происходит удаление химически связанной воды и материал теряет свою пластичность. Различают цирконовый, корундовый и высокоглиноземистый шамот. Керамисты шамотом называют смесь пластичных глин разного сорта с добавлением зернистой шамотной крошки.

Общие сведения о шамотной глине

Шамот в своем составе содержит гидроалюмосиликаты высокой дисперсии, это группа природных силикатов с наличием кремния и алюминия. Образуется шамот только естественным путем, поэтому он считается природным ископаемым.

Различают морские шамотные глины и материковые глины. Морская глина, как уже понятно по названию, добывается с морского дна. Материковые глины залегают на дне рек и озер. В России есть три крупнейших месторождения шамотной глины: Кыштымское, Астафьевское и Палевское. Локальные месторождения повлекли за собой строительство комбинатов по изготовлению огнеупорных материалов.

Например, Боровичский комбинат огнеупоров Новгородской области использует шамотную глину с собственных карьеров.

Цвет готовой шамотной глины зависит от температуры ее обработки, а цвет начального сырья – от органических примесей и прочих компонентов. Глина без примесей имеет светло-серый оттенок. Встречаются красные, желтые и даже синие цвета. В состав шамота входят следующие элементы:

Именно устойчивость к высоким температурам и сделала шамотную глину популярной и востребованной. В керамическом искусстве шамот тоже имеет ряд преимуществ, среди которых такие качества, как экологическая чистота и натуральность, а также прочность.

Для керамиста важным качеством шамота является то, что он не дает усадки при высыхании, а это означает отсутствие трещин, свойственных обычной глине. Срок сушки изделия может продлиться от 10 до 12 суток. На продолжительность данного процесса влияет не только толщина слоя глины, но и влажность окружающего воздуха, а также его температура.

Белая каолиновая глина образуется, благодаря процессу оседания горных пород. Сначала ее обжигают при температуре 1300-1500 градусов, в результате чего она спекается и теряет всю влагу. Каолин становится бурым. Затем его измельчают, а образовавшийся порошок (шамот) добавляют в основную массу для формирования изделий, как отощающую добавку, уменьшающую пластичность и усадку. Чем выше температура обработки, тем больше влаги потеряет материал. По способности поглощать влагу готовый шамот подразделяют на два типа:

Низкожженные шамоты обладают более высоким водопоглощением, то есть они способны впитывать в свои поры большее количество влаги. Водопоглащение выражается в процентах и показывает отношение разности масс сухого и влажного материала к массе сухого материала.

Шамотные глины способны выдерживать температуру до 1800 градусов, при этом сохраняя свои свойства и не разрушаясь. Температура указана условно. Ее более точное значение зависит от концентрации шамота и прочих компонентов. Обычно производители указывают состав глины и приводят детальную инструкцию по замешиванию. Благодаря тому, что у готовых кирпичей и шамотной глины одинаковый коэффициент линейного расширения, рекомендуется использовать эти материалы для кладки.

Такая величина, как влажность, тоже является характеристикой шамотной глины. Необходимо понимать, что более высокая влажность является причиной повышенной пластичности материала, следовательно, повышенной чувствительности к температурным перепадам. Влажность тоже указывает производитель, хотя в его обязанности это и не входит. Отличается глина и зернистостью. При изготовлении кирпичей пользуются мелкозернистым шамотом, а в декоративном искусстве – крупнозернистый.

Технические параметры

Все характеристики шамотной глины нормированы ГОСТ 6137-8. Согласно данным стандартам, к шамоту предъявляются определенные требования:

Соответствующие указанным требованиям материалы имеют срок годности до 3 лет. Хранить шамот следует в сухой герметичной упаковке.

Получить качественный огнеупорный материал позволяют уникальные свойства белого каолина. Он устойчив к высоким температурам, поэтому может входить в состав любого строительного материала. Шамотная глина может быть использована в качестве основного материала для штукатурки в жилых помещениях. Она пропускает влагу сквозь поры, поэтому отлично сохраняет необходимый для человека микроклимат. Глина с добавлением шамота обладает высокой адгезией, что очень удобно при проведении кладки кирпича.

Изделия из шамотной глины отличаются долговечностью, а сам материал не теряет своих свойств в процессе эксплуатации. К сожалению, как и любой другой материал, шамотная глина обладает и определенными недостатками. Например, ее нельзя назвать доступной, поэтому продукт имеет относительно высокую стоимость. Кроме того, шамотная пыль, попадая в легкие, вызывает такое заболевание, как силикоз. Это профессиональная болезнь сотрудников комбинатов, где производят огнеупорные материалы.

Пластичность

К основным свойствам шамотной глины относят пластичность, огнеупорность, способность к огневой усадке, связующую способность. Некоторые термины требуют дополнительного определения. Под пластичностью подразумевается способность материала изменять свою форму при относительно небольшом воздействии. Это касается лишь увлажненных глин, так как шамотные глины, из которых была удалена влага, практически не подвержены деформации.

Пластичность возникает только когда глина контактирует с водой. Разные сорта глины обладают различными показателями пластичности, так как они зависят от состава минералов и зернистости шамота. При нагревании глины до температуры 150 градусов ее пластичность обратима. Но после дегидратационного процесса нагревание до более высоких температур делает пластичность необратимой. Снизить пластичность можно при помощи специальных добавок – отощителей, содержащих кварц и сухой шамотный песок.

Связующая способность

Связующая способность шамотной глины – показатель, который интересует не только строителей, но и декораторов. Глина способна связывать между собой мелкодисперсионные частицы шамота, которые сами по себе не являются пластичными. Под связностью подразумевается, что для разделения материала на части необходимо прикладывать определенное усилие.

Разведенный глиняный порошок после высыхания образует «сырец». Связующая способность сырца обусловлена пластинчатым строением частиц некоторых компонентов шамотной глины. Если такие компоненты будут присутствовать в других сортах глины, то их связность тоже будет высокой.

Воздушная усадка

Воздушная усадка показывает степень уменьшения объема заготовки после просушки. Она выражена в процентном соотношении к первоначальному объему. Для шамотных глин показатель воздушной усадки варьируется от 5 до 11%. Высокий показатель соответствует пластичным сортам глины. Их также называют «жирными» глинами.

Работать с пластичными сортами глины проще, однако в процессе обжига изделие начинает ужиматься, что приводит к образованию трещин. Сохранить первоначальные параметры без специальных примесей практически невозможно. В глину необходимо добавлять связующие компоненты.

Огневая усадка

Усадка происходит не только в процессе сушки, но и в процессе обжига, поэтому следует обратить внимание еще и на такую характеристику, как огневая усадка. Данный вид усадки объясняется, отнюдь, не испарением влаги, а плавлением глины, то есть некоторые ее соединения при высоких температурах могут плавиться. Жидкая субстанция проникает в поры и пространства между частицами, которые не расплавились. Плотность материала увеличивается, а объем, соответственно, уменьшается.

Весь описанный процесс называют огневой усадкой или усадкой огневого типа. Большое содержание кварцевого шамота позволяет избежать усадки. Дело в том, что кварцевые частица при высокой температуре образуют новые структуры кристаллический решетки увеличенного объема. Усадка и преобразование кристаллов компенсируют друг друга, поэтому объем заготовки практически не изменяется. Логично говорить о полной усадке, обусловленной процессом воздушной и огневой усадки. Для шамотной глины этот показатель не превышает 18%.

Для достижения заданных параметров необходимо рассчитать полную усадку и увеличить размеры заготовки. Усадка глины начинается при температуре 600 градусов и длится достаточно продолжительное время. Завершается монотонная усадка при достижении температуры в 1000 градусов. После этого интенсивность усадки увеличивается, а заготовка перестает изменяться в объеме только при температуре в 1400 градусов.

Температура спекания

Глина спекается в тот момент, когда она перестает впитывать влагу. Температура, при котором происходит указанный процесс, называется температурой спекания и служит одной из характеристик материала. Изделия из шамотной глины спекаются, не деформируясь, при этом сохраняются все огнеупорные свойства.

Огнеупорность

Под огнеупорностью понимают способность глины оставаться в твердом состоянии, то есть, не плавиться, при высоких температурах. Хорошая глина способна выдержать температуру до 1580 градусов. Высокая огнеупорность достигается очищением глины от посторонних примесей. Огнеупорность востребована при кладке печей и каминов.

Шамотная глина используется в качестве связующего материала, но из нее также изготавливаются кирпичи, которыми выкладывается внутренняя поверхность печи. Но такая глина нашла применение и в других отраслях. Она используется для изготовления изразцовых плиток, тигелей, в которых плавят драгоценные металлы, фарфора и фаянса, а также при лепке статуэток и декоративных поделок.

Шамотная глина в керамике

Фактурность глины, ее прочность и эстетичность нашла применение в качестве материала среди дизайнеров. Шамот используют в производстве изразцов, посуды, статуэток и прочих декоративных элементов интерьера. Мастер знает все о свойствах данного материала, поэтому использует примеси, регулируя его пластичность.

В керамике используется самая обычная глина, в которую добавляется сухой шамотный порошок. Доля этого порошка может достигать до 50% от всей массы материала.

Перед созданием изделия мастер подготавливает эскиз, по которому создаются необходимые формы и молды. Для изготовления раствора пользуются следующей схемой:

Некоторые мастера для ускорения застывания добавляют в раствор клей ПВА. Скульптуры и статуэтки изготавливают, нанося материал на проволочный каркас, поэтому глину делают более пластичной. В некоторых случаях добавляется стекловолокно, как скрепляющий наполнитель. Через 3-4 дня после окончания работ начинается этап обжига. До этого момента глина сохла на воздухе.

Готовое изделие из шамота — керамическая плакетка

Предварительная сушка является обязательным этапом, чтобы при обжиге не появлялось на поверхности трещин. Шамот плавно превращается в керамику при температуре 1300 градусов. Важно соблюдать технологию, чтобы получился качественный и экологически чистый продукт.

Источник

ᐉ Шамотная глина, инструкция по применения шамотной огнеупорной глины

Что такое шамотная глина

Шамот является самым экологичным огнеупорным сырьём. Прежде чем разобраться, как с ним работать, необходимо выяснить, что из себя представляет этот строительный материал и какими достоинствами и недостатками обладает.

Огнеупорная глина состоит из таких элементов, как кварц, алюмооксидная керамика, оксид кальция, оксид железа, оксид натрия и оксид магния

Из чего состоит и как выглядит

Чем выше температура обжига каолиновой глины, тем меньше воды остаётся в составе шамота, благодаря чему материал теряет свою пластичностью и не подвергается кардинальным физическим и химическим изменениям при термическом воздействии. Иными словами, из-за потери воды шамот практически не расширяется при нагреве. По поглощению влаги шамот разделяют на:

Водопоглощение — количество влаги, которое способен впитать в себя и удерживать в порах материал. Данная характеристика выражается в процентах как разница массы сухого материала и насыщенного влагой. К примеру, если сухой материал имеет массу 1 кг, а полностью насыщенный (больше он жидкости впитать не способен) — 1100 грамм, то его водопоглощение – 10%.

Шамотная глина отлично подходит для кладки шамотного кирпича, так как оба материала обладают одинаковым коэффициентом линейного расширения

Также у глины есть ещё одна характеристика – влажность. Чем она выше, тем пластичнее материал, а следовательно – чувствительнее к термическому воздействию. Влажность, как и максимальную температуру, могут указывать на упаковке, но обычно на эту характеристику не обращают внимания, поскольку разница небольшая – от 4 до 7%. Кроме того, шамот различается по размеру частиц: для добавления в состав кирпичей используется мелкозернистый, а для декоративной отделки – крупнозернистый.

Для чего нужна

Шамотная глина – материал с широким спектром использования. Её термическая стойкость особо ценится в строительстве, а красивый бурый цвет и необычная фактура – в дизайне интерьера и художественной лепке. Основными областями применения шамота можно назвать:

Шамотный кирпич является огнеупорным, и маркируется буквой «Ш»

Шамотный порошок добавляют в цементные смеси, шпаклёвку, а также он может являться основой для кирпичей. В результате такой продукт приобретает огнеупорные свойства, но при этом значительно возрастает и его цена. Огнеупорные кирпичи (“Ш” – такая маркировка на них обязательно должна присутствовать) способны выдерживать полторы тысячи градусов, благодаря чему они служат основным материалом для печей, но выкладывать из них всю конструкция не имеет смысла, так как это влетит в копеечку. Важно отметить, что для топок нужно применять не только огнеупорный кирпич, но и шамотный раствор для их соединения.

Шамотная штукатурка благодаря своей фактуре подходит для современного дизайна интерьеров как самостоятельный художественный инструмент – можно заметить, что её применяют не только для удаления неровностей, но и просто для оформления поверхности.

Из шамотной глины изготавливают керамическую посуду и декоративные статуэтки

Если добавить в шамотную глину добавки, в число которых входит вода, влагоудерживающие реагенты и пластификаторы, то она станет податливым материалом для ручной лепки. Из такой смеси можно вылепить не только статуэтку или декоративную фигурку, но и художественно оформить рамку или небольшой предмет интерьера, который можно будет обжечь в печи. Чем выше температура запекания, тем темнее и хрупче получаются фигуры. После запекания их можно покрыть глазурью и расписать.

Видео

Советы и секреты

Опытным мастерам печного дела известны различные тонкости и секреты постройки печи. Расскажем о некоторых из них.

А зачем вообще штукатурить печь?

В каких случаях и зачем штукатурят печи? Ответ на этот вопрос не менее важен, чем на первый, так как, узнав его, можно понять, стоит ли проводить этот процесс вообще или можно оставить печку без отделки, или же украсить ее стены керамической или шамотной плиткой.

К причинам, которые требуют отделки стен штукатуркой можно отнести:

Преимущество штукатурки перед другими отделочными материалами:

Основные свойства и технические характеристики шамотной глины

Основные свойства и технические характеристики шамотной глины, как и других строительных материалов, регламентируются соответствующими стандартами. Несмотря на отсутствие строгой регламентации по химическому составу, шамотная глина по своим параметрам должна соответствовать положениям ГОСТ 6137-8:

Способы проверки качества шамотной глины

Поскольку шамотная глина является полуфабрикатом, она, как и все полуфабрикаты, имеет свой срок годности. При длительном хранении на складе, в условиях повышенной влажности, при повреждении упаковки в порошке возникают необратимые процессы. Три года – максимально возможный срок хранения, после чего глина полностью теряет свои свойства, и ее можно выбрасывать

Поэтому при покупке очень важно обращать внимание на дату выпуска

Проверка свойств основного ингредиента огнеупорной смеси

Для проверки качества глины существует несколько проверенных методик:

Определение готовности раствора.

Недостатки огнеупора

Как и любой материал, огнеупорная глина имеет не только преимущества, но и «минусы»:

На заметку! В крупных сетевых строительных магазинах, таких, как «Леруа Мерлен» или «Твой дом» можно приобрести шамотную глину по более доступной цене. Там она обычно реализуется в мешках по 20 кг. Второй вариант сэкономить на покупке сырья – это обращение в торговое подразделение самого производителя стройматериала. Также стоимость будет существенно ниже при оптовой закупке крупной партии.

Описание и состав огнеупорной глины

Шамотная глина изготовлена из чистого каолина, который подвергается тепловой обработке в печи или барабане под воздействием высоких температур в диапазоне от 1100 до 1500 градусов. В процессе обжига снижается пластичность и уровень влажности глины, что на выходе позволяет получить твердую основу, имеющую различную фактуру и плотность. Завершающим этапом является измельчение материала для получения сухой мелко- и среднефракционной массы.

В состав шамотной глины включены следующие химические компоненты:

Особый химический состав, повышенная прочность и стойкость к температурному воздействию дают возможность использовать шамот в современном строительстве, дизайне и скульптуре.

Разновидности огнеупорной глины

Огнеупорная глина – готовая основа, которая подходит для приготовления строительных растворов различного назначения. В зависимости от плотности расходного сырья, методов производства, температурного режима обжига и степени измельчения, материал имеет множество разновидностей.

Существует два вида шамотной крошки: комовая и молотая.

По количеству связующей добавки – песок, глина – бывает:

По степени содержания алюминиевого оксида прокаленная шамотная глина бывает:

В зависимости от фракционных примесей, степени огнестойкости и химических элементов выделяют 4 сорта глины: особый, 1-й, 2-й и 3-й.

Шамотная глина в керамике

Фактурность глины, ее прочность и эстетичность нашла применение в качестве материала среди дизайнеров. Шамот используют в производстве изразцов, посуды, статуэток и прочих декоративных элементов интерьера. Мастер знает все о свойствах данного материала, поэтому использует примеси, регулируя его пластичность.

В керамике используется самая обычная глина, в которую добавляется сухой шамотный порошок. Доля этого порошка может достигать до 50% от всей массы материала.

Перед созданием изделия мастер подготавливает эскиз, по которому создаются необходимые формы и молды. Для изготовления раствора пользуются следующей схемой:

Некоторые мастера для ускорения застывания добавляют в раствор клей ПВА. Скульптуры и статуэтки изготавливают, нанося материал на проволочный каркас, поэтому глину делают более пластичной. В некоторых случаях добавляется стекловолокно, как скрепляющий наполнитель. Через 3-4 дня после окончания работ начинается этап обжига. До этого момента глина сохла на воздухе.

Готовое изделие из шамота — керамическая плакетка

Предварительная сушка является обязательным этапом, чтобы при обжиге не появлялось на поверхности трещин. Шамот плавно превращается в керамику при температуре 1300 градусов. Важно соблюдать технологию, чтобы получился качественный и экологически чистый продукт.

Источник

Шамотная глина или шамотная керамика

Шамот является не каким-то определённым сортом глины. Это материал, который представляет собой перемолотые кусочки керамики, при помощи которых происходит процесс «шамотирования» глины.

Именно поэтому редко где можно встретить название шамотная керамика, чаще всего материал носит название шамотная глина или шамотные массы. Такая глина может быть любого оттенка, степени пластичности, жирности и т.д.

Что такое шамотные массы

Шамотная глина, обладающая огнеупорными свойствами, содержит в своём составе гидроалюмосиликаты с высокой степенью дисперсии. Материал принадлежит к категории природных ископаемых.

Существует два подвида шамотной глины:

Морскую разновидность добывают со дна морского, как нетрудно догадаться, а вот материковые разновидности могут быть найдены в речных и озёрных донных слоях.

Цвет у данного материала может быть разным, всё зависит от состава и концентрации тех или иных компонентов. Обычно чистый продукт окрашен в светло-серые тона, но довольно часто встречаются красные, синие, жёлтые глины.

В состав шамотных масс обычно входят следующие компоненты:

История материала

Точно определить, когда именно был открыт шамот, не представляется возможным. В активный обиход материал вошёл в XIX веке и до сих пор между Германией и Францией ведутся ожесточённые споры по поводу того, какая же всё-таки страна является «изобретателем» данного вида глины.

На самом деле шамотная глина существует с глубокой древности, просто человек долгое время не мог научиться обрабатывать её таким образом, чтобы она служила ему на пользу в быту.

Активное внедрение шамота в обиход хоть и состоялось в XIX веке, широкую популярность за пределами Европы материал получил лишь ближе к середине XX века. Его начали активно использовать для изготовления посуды, декора, кирпича, скульптур, архитектурного оформления. Материал обладал отличной пластичностью и устойчивостью перед высокими температурами, при обжиге из него удалялась вся вода, что позволяло применять такую глину во многих производственных сферах.

Характеристики материала и технологии обработки

Шамот является очень пластичным материалом. Во многом именно за это его любят мастера. Он позволяет создать практически любую форму.

Цвет шамотной глины может быть любым (как до обжига, так и после). Чаще всего содержание шамотной крошки в материале составляет примерно 20-40%, а вот размер шамотных фрагментов варьируется в пределах 0,1-2 мм. Конечно, крошка может быть настолько измельчена, что в массе её не увидишь, в таком случае стоит говорить о тонкомолотых шамотных массах. В таком материале шамот играет роль своеобразного отощителя, но и усадка будет несколько выше, чем у крупнодисперсных масс.

Формовка

Массы шамота набивают в подготовленные заранее формочки из гипса. Если есть большое желание, то можно поработать с этим материалом и на гончарном круге, если вы не против получить скрабирование рук крупными керамическими частицами.

Лучше всего из шамота получаются габаритные изделия с толстыми стенками. Хорошо из него выходят и плиты, и изразцы (гораздо ровнее в сравнении с более тонкими массами).

Просушка

Шамотная глина принадлежит к категории открытых материалов, что означает, что она свободно пропускает водяные пары. Так что и сушка будет проходить гораздо спокойнее, чем у родственных тонких масс. Однако не стоит забывать, что стенки шамотной керамики более толстые, так что и времени на полную просушку им нужно гораздо больше.

Обжиг

При обжиге важно обращать внимание на массу изделия. Нагрев и остывание будут проходить медленнее, чем у тонкостенных изделий, так что лучше слишком уж тяжёлые изделия обжигать на подсыпке из чистой шамотной крошки (это снизит усадочное трение о плиту). Температура обжига составляет 1300—1500°C.

Декорирование

Лучше всего выбирать такие способы декорирования, которые помогут подчеркнуть природную зернистость материала. Если же хотите, чтобы глазурь легла ровным слоем, то предварительно загладьте поверхность изделия на стадии формования, пока ещё шамот не успел высохнуть.

В каких странах производят

Основными производителями шамота остаются следующие страны:

Также существуют небольшие предприятия и в других странах, но количество выпускаемых ими материалов и изделий из шамота не так велико, как у перечисленных.

Шамот в России

Популярность шамотной керамики проникла в Россию в 50-х годах ХХ века. Именно этим материалом начали облицовывать многие известные архитектурные сооружения, например, гостиницу «Украина», Центральный гастроном и многие другие. Ни время, ни погодные условия не смогли за более чем полувековую историю отделки повредить её.

Основными местами добычи шамотных масс в России остаются месторождения:

Посуда

Шамотную керамику используют в основном для производства цветочных горшков, ваз, посуды. Особенно часто из этого материала изготавливают турки.

Поскольку шамот является огнеупорным, он идеально подходит для формовки джезв разных типов. Даже при многократном использовании шамотные джезвы не трескаются, долго держат температуру, не теряют форму.

Источник