Обжиг керамических материалов.

В результате обжига керамические изделия приобретают основные физико-механические свойства: прочность, морозостойкость, плотность, водостойкость и др.; кроме этого изделия приобретают камневидное состояние.

Обжиг керамических изделий ведется по специальному режиму, его можно разделить на три периода: подогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение готового изделия.

В начальный период до 200°С происходит досушивание и полное обезвоживание сырца. Температура в это время должна подниматься по возможности плавно, чтобы обеспечить равномерное удаление влаги. При температуре 200°С начинают выгорать органические примеси. В интервале температур 450 - 700°С глинистые минералы выделяют химически связанную воду, и глина теряет пластичность. Процесс сопровождается усадкой материала. Этот период допускает высокую скорость нагрева. При 700 - 1000°С происходит разложение глинистых минералов вплоть до полного распада кристаллической решетки, образуется жидкая стеклофаза. При дальнейшем нагревании интенсивно развиваются процессы спекания кристаллической массы, она уплотняется и отдельные зерна сливаются в монолит, в результате чего черепок приобретает прочность и водостойкость.

Решающее влияние на качество обожженных изделий оказывает последняя стадия обжига (900 - 1100°С).

Дальнейшее повышение температуры приводит к деформации изделий (пережогу).

После обжига изделия охлаждают. При этом нельзя допускать резкой смены температур и доступа холодного воздуха, так как могут образоваться трещины на готовом изделии. Температуру снижают медленно, и лишь после достижения 650оС процесс охлаждения можно ускорить.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И БОРЬБА С НЕЙ

Понятие коррозии

Коррозия - это разрушение металлов в результате их взаимодействия с окружающей средой. В начале коррозия изменяет внешнюю поверхность металла, затем уменьшает пластичность, прочность, и, наконец, разрушает металл. От коррозии ежегодно безвозвратно теряется около 10% всех производимых металлов.

Различают два вида коррозии:

· химическую и

· электрохимическую.

Химическая коррозия происходит при действии на металл сухих газов или жидкостей органического происхождения. Химическое взаимодействие металла с внешней средой состоит из окисления (образования окалины). Окисление металла возможно в любой среде, но главным образом наблюдается на воздухе при высокой температуре, при действии растворов масел, нефти, бензина, сухих газов и пр.

Электрохимическая коррозия - наиболее распространенный вид коррозии металлов. Она возникает в электропроводящей среде при взаимодействии металлов с жидкими электролитами - водой, водными растворами солей, кислот и щелочей и протекает по законам гальванического элемента. Ионы металла переходят в раствор и металл постепенно разрушается.

По характеру коррозионного разрушения различают:

ü сплошную (равномерную и неравномерную) и

ü местную с локальными поражениями поверхности.

Коррозии способствует неоднородность металла, при этом могут возникнуть микрокоррозии. Когда разрушения происходят по границам зерен металла, коррозию называют межкристаллической. В зависимости от характера окружающей среды электрохимическая коррозия может быть атмосферной, подводной и почвенной.

Обосновать меры защиты металлоконструкций от коррозии.

Современные методы борьбы с коррозией предусматривают комплекс мероприятий на всех стадиях производства, применения и эксплуатации металлических изделий.

Эффективными методами являются: легирование металлов, нанесение защитных покрытий, нейтрализация и понижение коррозионной активности (ингибирование) окружающей среды.

Легирование. Введение в металл легирующих добавок повышает коррозионную стойкость сплава. Так, введение меди и хрома (менее 1%) повышает сопротивление стали коррозии. Высокой стойкостью к коррозии обладают высоколегированные нержавеющие стали, которые содержат до 20% различных легирующих добавок.

Нанесение защитных покрытий. Защитные покрытия могут быть лакокрасочными, металлическими и неметаллическими.

Лакокрасочные покрытия позволяют получить на поверхности конструкций плотную пленку, которая изолирует металл от воздействия окружающей среды. Металлические поверхности окрашивают синтетическими эмалями, лаками, цветными нитроэмалями, красками на основе растительных масел и др. Перед нанесением любого вида покрытия поверхность металла очищают от ржавчины, окалины и обезжиривают.

К металлическим покрытиям относятся: диффузионные, горячие и гальванические, а также металлизация.

Диффузионное покрытие заключается в насыщении легирующими элементами поверхностных слоев металла при высоких температурах. Легирующие элементы образуют в поверхностных слоях твердые растворы или химические соединения, противодействующие коррозии. Этим способом производят хромирование, азотирование, насыщение алюминием. Такие покрытия хорошо защищают металл от химической коррозии.

Горячие покрытия наносят путем погружения металлического изделия в ванну с расплавленным защитным металлом, температура плавления которого ниже температуры плавления изделия. Так производят покрытие оловом, оцинкование. Олово и цинк хорошо защищают металлы от электрохимической коррозии.

Более универсальный метод покрытия - гальванический, основанный на электролитическом осаждении металлов из растворов солей, причем основной металл служит катодом, а осаждаемый металл - анодом. Этот способ позволяет наносить покрытия очень тонким слоем и тем самым экономить расход материала. Таким же образом наносят оловянные и цинковые покрытия. Широко применяется хромирование как защитное и декоративное покрытие.

Металлизация - покрытие поверхности изделия расплавленным металлом расплавленным сжатым воздухом. Этот метод позволяет защитить от коррозии уже собранные конструкции.

Неметаллические покрытия весьма разнообразны. К ним относят оксидирование, напыление, эмалирование, покрытие стеклом, обмазку мастиками и др.

При оксидировании стали изделия, покрытые слоем асфальтового или масляного лака, выдерживают в печи при 350 - 450°С в течение 20мин. Изделие покрывается оксидной пленкой толщиной 2.5мкм, окрашивается в сине-черный цвет, проникающее в поры масло предохраняет металл от коррозии. Процесс этот называют воронением стали.

В настоящее время широко применяют для нейтрализации и понижения коррозионной активности ингибирование - защиту от коррозии с помощью веществ, замедляющих коррозию. Из ингибиторов наиболее распространен нитрит натрия.

Ванны, раковины, мойки, декоративные изделия эмалируют. для защиты от коррозии на поверхность металла наплавляют при 780 - 800°С различные силикаты (кварц, полевой шпат, буру, глину. Защитное покрытие должно быть непроницаемым для агрессивной среды, иметь высокую прочность сцепления с металлом, равномерно и сплошным образом распределяться по всей поверхности и придавать изделию более высокую твердость, износостойкость и жаростойкость.

2 Каким образом определяют марку морозостойкости?

Определение морозостойкости материалов проводят в лабораториях на стандартных образцах (бетонные кубы, кирпич и т.п.). Перед испытанием образцы насыщают водой. После этого их помещают в холодильные камеры, замораживают при температуре от -15 до -20 º С и выдерживают некоторое время (4 - 8ч), чтобы вода замерзала даже в тонких порах. Затем образцы оттаивают в воде комнатной температуре +20º С в течении 4 ч и более.

В строительстве морозостойкость материала количественно оценивают маркой F, т.е. числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы без снижения прочности на 5 - 25% и массы на 3 - 5% в зависимости от назначения материала. Установлены следующие марки по морозостойкости: тяжелый бетон - F50 - 500, легкий бетон - F25 - 500, кирпич, стеновые керамические камни - F15 - 100.