Керамогранит (gres porcellanato) – один из видов облицовочной керамики. Как и любая керамика, он производится спеканием смеси, где главными компонентами являются глина, кварцевый песок и полевой шпат. Однако в технологии его производства есть отличия, которые, хотя и не имеют принципиального характера, породили колоссальное отличие керамогранита от обычной керамической плитки, что дает основание считать его совершенно особенным материалом. Рассмотрим эти отличия и, может быть, развеем некоторые заблуждения и мифы, связанные с плиткой грес.
Различие в производстве керамогранита и керамической плитки
Прежде, чем обсуждать, чем отличается керамогранит от керамической плитки, стоит ознакомиться с особенностями производства этих материалов.
В основе производства керамических изделий лежат процессы обжига глины во взаимодействии с кварцем и полевыми шпатами. Технологическая цепочка изготовления любой керамики выглядит так:
- измельчение исходных компонентов и их дозирование, приготовление шихты;
- формование изделий – литьем, прессованием или экструзией;
- сушка – удаление физически связанной воды;
- обжиг.
При необходимости перед обжигом на поверхность «бисквита» наносят глазурь. Глазурь может наноситься и после основного обжига, в таком случае изделие обжигается еще раз. При нанесении сложного многослойного декора применяется многократный обжиг, необходимый для образования глазури.
Исходное сырье
Отличия керамогранита начинаются с состава сырья. Для обычной керамики используются красные и белые глины, а для керамогранита – беложгущиеся каолиновые и иллитовые. В обычную керамику вводят порообразующие добавки, снижающие массу изделий. В случае керамогранита они не добавляются, что способствует получению плотного черепка. Важную роль в смеси для керамогранита играют поверхностно активные вещества (ПАВ), которые снижают внутреннее трение в шихте и облегчают ее уплотнение при формовке изделий.
Керамогранит не имеет никакого отношения к природному граниту. Это название использовала компания Mirage, впервые представившая этот материал на российском рынке. Название прижилось из-за его прочности и характерного зернистого узора, который был на первых сериях изделий.
Формовка
Для формовки керамогранитных изделий применяется метод сухого и полусухого прессования. Главное отличие – высокое давление, достигающее 500 кг/см 2. Для других видов керамики давление прессования обычно не превышает 400 кг/см 2. При таком давлении происходит не просто уплотнение шихты, но и деформация составляющих ее частиц, разрушение, «вдавливание» их в общий объем и ликвидация пустот.
Процесс прессования разбит на два этапа. На первом происходит предварительное уплотнение смеси. Последующий сброс давления позволяет удалить выдавленный из шихты воздух, а второй этап прессования завершает процесс и создает бисквит, который сохраняет свою форму за счет сил поверхностного натяжения и большой поверхности соприкосновения зерен.
Сушка – обязательный этап, поскольку лишняя влага при сильном нагреве нарушает целостность черепка.
Обжиг
Обжиг плитки грес отличается высокой температурой. Обычная керамика обжигается при 950—1180 0С. Температура спекания керамогранита достигает 1250–1300 0С.
Температура повышается постепенно, поскольку при ее увеличении на каждом этапе происходят определенные процессы, важные для получения керамики:
1. 200 0С – испарение остаточной влаги.
2. 300—400 0С – выгорание органики.
3. 500 0С и выше – дегидратация каолинита и других минералов, содержащихся в глине.
4. 700–800 0С – дожигание коксовых остатков.
5. 830—850 0С – распад глинистых материалов на оксиды с образованием кремнезема и глинозема.
6. 920—980 0С – начало образования муллита, которое усиливается при 1100—12000С.
Муллит – минерал, который вместе с кварцем обеспечивает твердость керамогранита.
Кроме химических реакций происходит целый комплекс физических преобразований – плавление одних компонентов и растворение в них других, образование и удаление газовой фазы, кристаллизация новых соединений. Эти процессы продолжаются и при остывании изделия, которое не менее важно, чем нагрев, и происходит с выдерживанием строгого графика.
Итак, технология изготовления керамогранита отличается подбором исходного сырья, высоким давлением при формовке и повышенной температурой обжига.
Дальше рассмотрим отличия готового материала, которые определяются особенностями производства.
Общие характеристики
Прессование под высоким давлением, особенности сырья и обжига придают плите керамогранита высокую плотность. Черепок практически не имеет пор, а объемный вес материала составляет около 2400 – 2600 кг/м 3. Для сравнения: плотность большинства видов кафеля составляет 1600 – 2000 кг/м 3.
Плотность мало что говорит о потребительских качествах материала. Более информативна способность изделий впитывать воду. Это свойство характеризует структурную плотность керамики. С ним тесно связаны важнейшие эксплуатационные параметры облицовки – прочность, износостойкость, морозостойкость.
Водопоглощение керамогранита не превышает 0,5% по массе. Некоторые производители заявляют этот параметр на уровне 0,1%, а у самых плотных образцов он доходит до 0,05%. Большинство видов керамической плитки имеет водопоглощение в диапазоне 3 – 10%.
Низкая пористость дает качество, важное для отделки, особенно для покрытия пола. Это стойкость к образованию пятен. Большинство бытовых, и не только бытовых загрязнителей легко удаляются с поверхности керамогранита струей теплой воды.
Прочность
Понятие прочность применительно к керамической плитке определяют три параметра:
- прочность на изгиб;
- ударная прочность;
- поверхностная твердость.
По ГОСТ 6787-2001 керамические плиты для пола должны иметь прочность на изгиб минимум 25 МПа. Для настенной облицовки требование существенно ниже – 15 МПа. Предел прочности при изгибе керамогранита – 40—49 МПа. На практике это означает, что плитку грэс можно не опасаться сломать случайным нажатием при работе с ней. Как правило, эти изделия остаются целыми, даже если неосторожно наступить на оставленную не на месте плиту. Обычный же кафель при этом, скорее всего, треснет.
Ударная прочность не нормируется техническими условиями производства плитки, поэтому трудно провести корректное численное сравнение по этому параметру. Но из практики известно, что плитка грес остается целой в ситуациях, когда кафель гарантированно разбивается. Стойкость к ударам особенно ценна для покрытия пола.
Твердость керамики принято измерять в баллах по шкале Мооса. Эта шкала опирается на десять минералов, выбранных в качестве эталонов. Один балл по этой шкале имеют тальк и графит. Десять – алмаз. Керамогранит на этой шкале располагается на одной ступени с кварцем – семь баллов. Его нельзя поцарапать ножом, стеклом, напильником. Кварц с трудом может оставить на нем след. Самые прочные образцы керамогранита достигают твердости топаза – восемь баллов.
Обычная керамика по шкале Мооса получает 4—6 баллов. По ГОСТу твердость облицовочной плитки вообще не нормируется, в нем есть лишь требование к глазурованной поверхности – не ниже 5 баллов по Моосу.
Износостойкость
Стойкость материалов к абразивному износу характеризуется истираемостью. Истираемость определяется испытанием образца при помощи абразивного инструмента при строго определенных условиях. Численное значение истираемости равно уменьшению массы образца после цикла испытаний. На практике для указания износостойкости применяется деление облицовочной плитки на классы по ее применимости в зависимости от нагрузки.
PEI-0 – минимальная стойкость. Плитка этого класса применима только для облицовки стен.
PEI-I – изделия этого класса можно использовать для стен и пола ванной комнаты, спальни и других помещений, где бывает немного людей в мягкой обув или босиком.
PEI-II – облицовка, применимая для пола жилых помещений, кроме кухни и прихожей.
PEI-III – износостойкая облицовка, которую можно использовать для любых помещений, не имеющих прямого выхода на улицу. Применима для небольших офисов.
PEI-IV – плитка, которой можно покрывать полы жилых помещений, кухонь, прихожих, террас. Она выдержит нагрузку на полу офиса, отеля или небольшого магазина.
PEI-V – облицовка для полов общественных помещений с высокой интенсивностью использования: вокзалов и аэропортов, крупных магазинов и развлекательных центров.
Износостойкость большинства керамических плит в основном определяется твердостью покрывающей их глазури, это максимум класс PE-IV. Неглазурованный керамогранит относится к классу PE-V и выдерживает любые нагрузки.
Повышенная ударная прочность, твердость и износостойкость – это, главное, чем отличается керамогранит от напольной плитки обычного типа. Это качества, существенно расширяющие область применения керамической облицовки.
Морозостойкость
Морозостойкость – это способность материалов выдерживать многократное изменение температуры от «-» до «+» по Цельсию . Это свойство важно для внешней облицовки – террасы, балкона, крыльца, цоколя или фасада здания. Замораживание с последующим оттаиванием приводит к морозному разрушению изделий. Разрушающим фактором является вода, содержащаяся в порах и капиллярах материала. При замерзании она расширяется и создает разрывающие нагрузки.
По ГОСТ 27180-2001 испытание на морозостойкость производится многократным охлаждением образца, насыщенного водой, до -15..-20 0С с последующим прогревом в теплой воде до +15..+20 0С. Обычные керамические плиты выдерживают 25 – 125 циклов (F25 – F125), плиты грес имеют морозостойкость F100 – F300 (до 300 циклов).
Керамогранит можно без ограничений использовать для облицовки любых поверхностей, подверженных увлажнению и низкой температуре. Одно из частых применений – системы навесных фасадов зданий.
Причина высокой морозостойкости керамогранита – его низкое водопоглощение: очень мало пор, не впитывается вода, нет морозного разрушения.
Источник ►
