Caramida

Până prin anii 1950, materialele ceramice erau reprezentate de ceramica utilitară şi de cea de artă, principalele produse

fiind cărămizile, ţiglele, faianţa, porţelanul, precum şi cimentul, betonul şi sticla. Începând cu anii 1950, apar noi materiale

ceramice, numite industriale, cu aplicaţii diverse în noile domenii. Astfel, în 1953, miezurile de ferită se utilizează în construcţia

calculatoarelor, iar din 1965, bioceramicele se folosesc ca implanturi osoase. În anii 1980 se descoperă ceramicele pe bază

de nitrură de siliciu, precum şi cele pentru fabricarea semiconductoarelor şi supraconductoarelor, iar la sfârşitul anilor

1980, ceramicele compozite.

Cărămizi şi blocuri ceramice pentru zidării

Cărămizile pentru zidării sunt produse. ceramice brute, colorate, cu structura poroasă, obţinute prin arderea la 900-1050°C a

formelor fasonate din argile fuzibile.

Cărămida pentru zidării are forma paralelipipedică şi dimensiuni maxime de 290X140X88 mm.

Formatul considerat normal pentru cărămidă, este pentru dimensiunile de 240X115X63 şi acestui format îi corespunde

volumul formatului normal.

Raportul între volumul efectiv al unei cărămizi şi al formatului normal poartă denumirea de "echivalent FN" (echivalent

format normal).

Când echivalentul FN depăşeşte valoarea 2,5, produsul ceramic respectiv poartă denumirea de bloc ceramic.

Cărămizi de mâna (fasonate manual) au forma paralelipipedica, formate prin presare

manuală, cu suprafaţa plina şi dimensiunile 240x115x63.

Se prezintă în două sortimente, funcţie de rezistenţa la

compresiune(marcă)deteminată pe probe pregătite ca în fig.1. Fig. 1

Proba încercată la compresiune

- 50, cu Rc= 50-74 daN/cm2;

- 75, cu Rc = 75-200 daN/cm2.

1.1.b. Cărămizi pline presate pe cale umedă. Clasificări, simbolizare

Cărămizile au forma paralelipipedică, feţe plane şi muchii drepte, cu suprafaţa plina sau cu goluri şi dimensiunile 240 x 115 x

63 mm şi 240 x 115 x 88 mm. Când volumul de goluri reprezintă mai puţin de 15% din volumul unei cărămizi, acestea se

includ în categoria cărămizilor pline. Golurile create au rolul de a mari suprafaţa de uscare şi de micşorare a greutăţii

produselor.

După dimensiunea maximă a defectelor şi numărul acestora, precum şi după mărimea altor caracteristici aceste produse se

împart pe categorii de calitate, astfel:

- calitatea A - produse utilizate la zidării aparente;

- calitatea I şi calitatea II - produse utilizate la zidarii tencuite. In aceste condiţii, la livrare aceste produse sunt

notate astfel:

1.1.c Cărămizi şi blocuri cu goluri verticale (GV) - se obţin prin extrudere pe cale umedă. Golurile au forma cilindrică sau

prismatică şi sunt perpendiculare pe faţa de aşezare a cărămizilor

1.1.d. Cărămizi şi blocuri ceramice cu goluri orizontale (G.O) - se

obţin prin extrudere pe cale umedă. Forma golurilor este poligonală (fig.7a,b,c), iar volumul de goluri nu depăşeşte 30% din

volumul cărămizii.

2.1.Argila, structurã si propietati

Din punct de vedere mineralogic, argilele sunt alcãtuite din compuşi aluminosilicatici cu formula chimica: 2SiO2Al2O3

2H2O-sub forma de particule lamelare cu dimensiuni de maxim 5μ, cu structura cristalina si caracter puternic hidrofil.

In amestec cu apa argila formează paste plastice, moleculele de apă adsorbite de particulele de argilă formează straturi

suprapuse succesiv, straturi care la rândul lor influenţează prin grosime o serie de caracteristici, mai ales plasticitatea. In

acest sens se poate aprecia ca primul strat (şi cel mai strâns legat) îl formează apa de higroscopicitate. Straturile următoare,

pe măsură ce se depărtează de particulele solide, sunt din ce în ce mai slab atrase de acestea şi formează apa peliculară. Apa

care nu este legată în nici un fel de particulele solide formează apa liberă. Variaţiile de volum ale apei libere sau peliculare

(prin evaporarea respectiv adiţie de apă din exterior) produce variaţiile de volum ale argilei.

Variaţia de volum a argilei prin pierderea apei libere şi peliculare datorată evaporării, constă în reducerea dimensiunilor (a volumului)

materialului argilos şi este cunoscută sub denumirea de contracţie la uscare.

Contracţia la argile este însoţită de obicei de fisuri şi crăpături.

Procesul de fisurare este determinat de uscarea neuniformă în masa argilei. Astfel, când începe uscarea argilei, se formează

un strat superficial uscat, cu tensiuni interioare (întindere) datorate contracţiei la uscare ce provoacă tendinţa de micşorare a

dimensiunilor stratului superficial pe de o parte şi împiedicării acestei deformaţii de către stratul imediat următor după

stratul superficial, care neintrând în proces de uscare nu-şi modifică dimensiunile. In condiţiile deformaţiei împiedicate,

eforturile provocate de contracţie depăşesc rezistenţa la întindere a stratului superficial de argilă şi acesta fisurează. Fisura

formată se dezvoltă, antrenând straturile următoare şi degenerând în crăpătură.

Plasticitatea argilelor este determinată de forma lamelară a particulelor de argilă şi prezenţa peliculelor de apă pe suprafaţa lor. In

aceste condiţii, cand asupra particulelor de argilă se acţionează cu o forţă exterioară, peliculele de apă acţionează ca un lubrifiant,

astfel încât permit alunecarea particulelor de argilă, ceea ce favorizează o deformatie permanentă.

2.2.Materiale de adaos

In vederea îmbunătăţirii proprietăţilor maselor argiloase pentru obţinerea masei ceramice se folosesc o serie de materiale de

adaos, ca:

- degresanţi;

- aglomeranti;

- fondanţi;

- adaosuri refractare.

3. Procesul tehnologic de obţinere a produselor ceramice

Fazele tehnologice de obţinere a produselor ceramice, în ordinea executării lor, sunt:

1. pregătirea masei plastice;

2. fasonarea formelor crude;

3. uscarea formelor crude;

4. arderea produselor uscate;

5. decorarea produselor arse.

3.1. Pregătirea masei plastice - constă în dozarea componentelor şi realizarea amestecului între arglă, apă si materialele de

adaos.

Operaţiile de pregătire a masei plastice în ordinea executării lor sunt:

1.spălarea materiei prime - operaţie specifică procesului tehnologic de obţinere a produselor ceramice fine;

2.macerarea materiilor prime - este un proces natural, ce constă în păstrarea argilelor în depozite descoperite unde în timp

se produce putrezirea materialelor organice, iar sub acţiunea îngheţ-dezgheţului se produce o sfărâmare naturală a argilelor

— macerarea;

3.urmează operaţia de purificare, de îndepărtare a materialelor nedorite cum ar fi silicea (prin ardere suferă transformări

polimorfe şi dă măriri de volum ce produc fisurarea masei ceramice) şi calcarul (prin ardere formează CaO, care prin hidratare

îşi măreşte volumul producând fisurări în produsul finit). In afară deci de macerarea naturală se face şi o mârunţire a masei

argiloase în instalaţii speciale (colerganguri), ce au şi rolul de a nu lăsa să treacă bucăţi de calcar mai mari de 2mm şi agregat

silicios mai mare de 7 mm, ce au efectele prezentate mai sus;

4.amestecarea argilei macerate şi purificate cu materialele de adaos şi omogenizarea lor, după care se adaugă apa şi se

continuă amestecarea, până la obţinerea unei anumite plasticităţi, impuse.

3.2. Fasonarea formelor crude este operaţia prin care se da forma definitivă produsului, ceramic, uşor mărita, având în vedere

contracţia la uscare, respectiv la ardere, a masei ceramice.

Fasonarea se poate face manual sau mecanic.

3.2.a. Fasonarea manuală se realizează pentru produse ceramice cu formă deosebită, ce nu pot fi executate de maşini, sau la

produse pentru zidării mai puţin pretentioase. Consistenţa masei argiloase este plastică, fasonarea produselor executându-se

prin presare manuală în tipare (forme).

3.2.b. Fasonarea mecanică: funcţie de consistenţa amestecului se poate realiza prin următoarele procedee:

1. turnarea masei ceramice fluide în tipare absorbante de ipsos; 2. turnarea şi presarea uşoară (prin intermediul unui piston) a masei ceramice plastice în tipare;

3. presare energică a masei ceramice vârtoase ( extrundere). Ultimul procedeu şi cel mai utilizat în fasonarea

mecanică a cărămizilor pentru construcţii se realizează cu ajutorul presei cu melc şi filieră din figura.

Fig.2 Presa cu melc şi filieră

Masa argiloasă introdusă în corpul presei, ajunge presată de la valţuri la cuţite, de unde tăiată, mărunţită, este preluată şi

adusă spre filiera de şurubul melcat. Forma obţinută prin filieră este tăiată la dimensiunile dorite de dispozitivul de tăiere.

3.3. Uscarea formelor crude este operaţia care se efectuează pentru a preveni fisurarea şi crăparea produselor ceramice datorită

evaporării rapide a apei care s-ar produce în timpul arderii formelor crude..

Uscarea se poate face în două moduri:

- natural;

- artificial.

3.3.a. Uscarea naturală are loc în spaţii deschise, acoperite - şoproane. Produsele se aşează cu interspaţii între ele, pentru a

permite ventilarea naturală. Procedeul de uscare prin ventilare naturală prezintă dezavantajul unei durate mari de uscare (15

- 20 zile).

3.3.b. Uscarea artificială (cu aer cald) rezolvă problema duratei mari necesare uscării naturale şi în plus, realizează un deziderat major şi anume recuperarea energiei termice puse în libertate la arderea produselor ceramice. Uscarea artificială se realizează pe fluxul de obţinere al produselor ceramice, în spatii construite în funcţie de tipul de cuptor, sub formă de tuneluri sau camere şi încălzite cu aer cald rezultat din camerele de ardere, sau în uscătorii montate deasupra cuptoarelor, care folosesc căldura radiată de cuptoare.

3.4. Arderea formelor uscate este operaţia prin care forma uscată, prin încălzire progresivă la temperaturi înalte se transformă

într-un material dur, rezistent mecanic şi chimic şi stabil la acţiunea apei.

Acest proces se desfăşoară în cuptoare ce pot avea funcţionare continuă sau intermitentă.

3.4.a. Cuptoarele cu funcţionare intermitentă - sunt alcătuite din camere de ardere, în care arderea este oprita pentru

încărcarea şi descărcarea produselor. Aceste cuptoare prezintă dezavantajul unui mare consum de combustibil,

nerecuperându-se nici căldura gazelor de ardere, nici cea a produselor arse.

Un astfel de cuptor este cuptorul de câmp, utilizat la obţinerea unor produse ceramice puţin pretenţioase. Din formele crude

se realizează o zidărie cu interspaţii în care se aşează combustibilul solid (lemn, cărbune). Se acoperă zidăria cu un strat de

argilă, pentru menţinerea temperaturii în masivul de cărămidă astfel arsă. Se obţin produse la care arderea completă se

produce doar la 70% din materialul ars. In astfel de cuptoare se ard cărămizile manuale.

3.4.b. Cuptoarele cu funcţionare continuă - sunt de doua tipuri:

a. cuptoare circulare (Hoffman);

b. cuptoare tunel.

a. Cuptoarele circulare - au zona circulară ocupată de un coş de fum, care asigura tirajul. Aceste cuptoare sunt alcătuite dintr-

un număr par de camere dispuse circular, ca în fig.3.

Fig.3 Funcţionarea cuptorului circular

b. Cuptoarele tunel: spre deosebire de cuptoarele circulare au zona de ardere fixă. Produsele fasonate, crude, străbat

cuptorul aşezate pe vagoneţi (fig.4), trecând pe rând prin cele trei zone: preîncalzire, ardere, răcire.

Mişcarea cărucioarelor are loc în sens invers mişcării aerului şi gazelor de ardere. Deci cele două tipuri de cuptoare au acelaşi principiu de funcţionare cu menţiunea că, la cuptorul circular se dirijează zona de ardere de la un compartiment la altul în ordine, iar la cuptorul tunel se mişcă formele fasonate aşezate pe vagoneti, aşa cum s-a văzut atât a gazelor de ardere, cât şi a căldurii produselor arse.

Fig.4 Funcţionarea cuptorului tunel

3.5. Decorarea produselor ceramice - este operaţia prin care se realizata (printratamente de suprafaţa) îmbunătăţirea calităţii

suprafeţei produselor ceramice (impermeabilitatea) şi a esteticii acestora.

3.5.a. Angobarea constă în aplicarea de suspensii apoase de caolin pe produsele uscate, prin suflare sau scufundare şi arderea

odată cu acestea.

Se obţine o suprafaţă compactă, lucioasă, cu aspect de sticlă. Prin acest procedeu se realizează înnobilarea faianţei, a

teracotei etc.

3.5.b. Glazurarea(smaltuirea) consta in aplicarea de diferite suspensii

apoase pe formele crude si uscate (sau arse pana la structura poroasa),care in timpul arderii se topesc, formand sticle

transparente sau opace

Prin adăugarea de pigmenţi minerali se obţin diverse culori.

Cea mai simplă glazură se realizează cu sare de bucătărie, care se transformă succesiv sub acţiunea căldurii în oxizi de

sodiu, aluminosilicati de sodiu şi prin topire, aceştia dau aspectul sticlos al smalţului.

5. Caracteristici tehnice, încercări şi condiţii de calitate

Utilizarea pe şantier a produselor ceramice se face în concordanţă cu caracteristicile lor tehnice şi de calitate, ceea ce se

stabileşte în condiţii de laborator.

Incercările curente care se efectuează în laboratoare autorizate se referă la: verificarea dimensiunilor, măsurarea defectelor,

influenţa granulelor de var , densitatea aparentă, absorbţia de apă, rezistenţele mecanice.

6. Reciclarea

Oportunitatile de reutilizare si reciclare a deseurilor din constructii si demolari in cazul nostru a caramidei , depind de abilitatea de prelucrare a deseurilor combinate sau separate. Materialele principale care pot fi valorificate din deseurile din constructii si demolari sunt:

• materialul excavat (sol, nisip, pietris, argila, argila grasa, roci); • materiale de la constructia sau demolarea cladirilor (sol, ciment, tigle, caramizi, beton, ipsos, lemn, metale, sticla);

Aceste deseuri pot fi prelucrate la dimensiunile dorite, cu conditita ca acestea sa nu fie contaminate, Si pot fi utilizate la constructia de drumuri ca materiale de umplutura, la umplerea minelor goale si dezafectate, la acoperirea straturilor de deseuri de pe depozite la fabricarea de caramizi si a altor materiale de constructie; exceptie fac deseurile de la constructia drumurilor unde componentele bituminoase si minerale sunt o resursa economica importanta.