При производстве любого керамогранита происходит такое явление, как «отложенная деформация». Плитка, спустя какое-то время после выхода из печи, деформируется, а чем больше размер плитки, тем такая деформация становится виднее и проблематичнее.
Факторы, влияющие на отложенную деформацию, могут быть прямыми и косвенными.
Прямые факторы представляют собой расширение плитки и высвобождение остаточного напряжения.
Процесс расширения керамогранита начинается, как только плитка выходит из печи. Сначала расширение происходит очень быстро и через 96 часов достигает постоянного значения около 0,18%, хотя результат зависит от состава используемого материала и максимальной температуры печи. Расширение плитки из глины обычно в два раза больше, чем у керамогранита, т.е. 0,35%. Если есть разница между расширением верхней и нижней части плитки, например, разница в 0,1% расширения плитки 410×410 мм может вызвать задержку около 0,3 мм. Даже если общее расширение обеих поверхностей одинаково, различия в кинетике расширения могут привести к изменению направления деформации плитки.
Еще одним прямым фактором, влияющим на коробление плитки, является наличие в плитке остаточных напряжений, которые могут быть обусловлены двумя причинами:
1. Напряжение из-за быстрого остывания плитки в печи, что вызывает температурную разницу.
2. Напряжение, создаваемые глазированной поверхностью, так как сама плитка толще глазури.
Но существует механизм снятия этих напряжений, который известен как явление ползучести.
Среди факторов, косвенно влияющих на отложенную деформацию, можно назвать:
1. Материалы (порошок распылительной сушки, размер частиц, минералогия, глазурь и химические соединения).
2. Процесс (печной цикл и максимальная температура печи), приводящий к изменениям в плитке (микроструктура, наличие различных фаз, модуль упругости, температурное расширение, условия окружающей среды, влажность и температура).
Расширение керамической плитки из-за влаги
Влагорасширение керамической плитки происходит за счет физико-химической адсорбции молекул воды в свободных емкостях в гидратных фазах внутри керамики, вынимаемой из печи.
По этой причине расширение зависит, главным образом, от пористой структуры детали (которая в большей или меньшей степени определяет ее доступ к воде), а также от характера и количества фаз вынимаемой из печи детали.
На эти свойства большое влияние оказывают минеральный состав, размер частиц и режим изготовления. Следовательно, чем выше плавящая способность композита плитки и чем выше температура нагрева и/или дольше цикл обжига, тем меньше влагорасширение этой плитки из-за пониженной пористости и меньше количество гидратированной фазы.
При максимальных температурах обжига керамогранит обычно состоит из большого количества жидких фаз, кварца и альбита, а иногда и муллита. При этой температуре деталь способна снять любое приложенное к ней напряжение, поскольку обладает необходимой гибкостью.
На этапе охлаждения остаточные напряжения в плитках возникают либо из-за несоответствия между слоями плитки и глазури, либо из-за разной усадки в результате быстрого охлаждения наружных слоев по отношению к центру детали.
Поэтому факторами, определяющими остаточное напряжение керамогранита, в основном, являются тепловое расширение и степень упругости массы и глазури, соотношение их толщины, скорость охлаждения плитки.
Было замечено, что несоответствие слоев глазури и плитки увеличивает остаточное напряжение больше, чем тепловое расширение. Кроме того, чем быстрее охлаждение, тем выше температурная разница внутри плитки, что приводит к разным скоростям усадки в поперечном сечении плитки. Это создает напряжение внутри плитки, увеличивающееся с увеличением скорости охлаждения.
Кроме того, когда скорость охлаждения с обеих сторон плитки не одинакова (обычное дело в печных роликах), результирующий профиль напряжения не является симметричным.
Факторы, влияющие на деформацию керамогранита
Факторы, влияющие на деформацию керамогранита, связаны с микроструктурой плитки. Пористость тела обычно круглая и состоит из разложения специфических примесей. Деформация кусков керамогранита очень высока из-за роста микротрещин в плитке, когда плитка подвергается растягивающему напряжению. Следовательно, факторы, которые вызывают эти микротрещины, определяют ползучесть этого типа плитки.
Таким образом, увеличение количества кварца, например, размера частиц, создает микроструктуры с большим количеством микротрещин, что увеличивает ползучесть плитки. Это может произойти и тогда, когда состав не мелко нарезан.
Влияние сухой окраски на ползучесть состоит в том, что деталь со временем ползет. Сначала это происходит очень быстро, а со временем прекращается.
Окрашенная часть испытывает значительное напряжение со стороны неокрашенной части, потому что окрашенные части под давлением деформируются намного больше, чем неокрашенные.
Цветная плитка имеет большую деформацию, что также связано с микроструктурой этого типа плитки, где частицы пигмента концентрируются в определенных местах.
Эти области могут действовать как микротрещины при использовании большего количества пигментов, рост которых при определенных нагрузках может вызвать большое искажение.
Разумеется, есть цветные модели, которые не коробятся. Однако, несмотря на асимметричные остаточные напряжения в плитках и другие равные факторы, плитки, демонстрирующие наибольшую ползучесть, цветная плитка с большей вероятностью деформируется с течением времени.
При изучении изменения коробления во времени для глазурованного керамогранита было замечено, что время, когда наблюдается минимальное коробление глазурованного изделия (24 часа, 0,37 мм), практически является временем, когда максимальное коробление обнаруживается в неглазурованной плитке (23 часа, 0,37 мм).
Такой результат может быть связан с различной скоростью расширения между поверхностями плитки, поскольку плитки обжигаются в одном и том же цикле печи, и поэтому остаточные напряжения из-за охлаждения должны быть одинаковыми. Такое же явление наблюдалось в изделиях из керамогранита без покрытия, что, по-видимому, указывает на огромное влияние глазури на деформацию с течением времени.
Стадия охлаждения в промышленных роликовых печах имеет начальное быстрое охлаждение путем продувки печи воздухом. Этот тип охлаждения создает большую температурную разницу между поверхностями плитки, что приводит к возникновению остаточных напряжений, способных вызвать замедленную деформацию.
При симметричном охлаждении (вертикальная деталь) обе стороны детали охлаждаются одинаково.
При асимметричном охлаждении (деталь располагают горизонтально на огнеупорной плите) деталь охлаждается сверху.
В обоих случаях две поверхности детали подвергаются сжимающему напряжению, в то время как внутренняя часть детали находится под давлением, что является обычной ситуацией для керамических материалов. Охлаждение также оказывает существенное влияние на степень напряжения.
Так, при охлаждении детали одинаково по обеим поверхностям (охлаждение детали в вертикальном положении) распространение напряжения симметрично, а при охлаждении детали в горизонтальном положении на огнеупорной плите возникает несимметричное напряжение.
Перед покупной того или иного материалы важно знать его плюсы и минусы. Надеюсь вы нашли полезное в нашей статье. А вот купить керамогранит можно здесь https://www.s-keramika.ru/catalog/keramogranit/ . Если у вас появились новые вопросы по керамограниту, обязательно пишите нам и мы постараемся подготовить новый материал.
