Исторический обзор развития керамики

Создано 02.08.2011 23:15
Обновлено 24.05.2012 02:51
Автор: Admin

Керамика является одним из самых древних строительных материалов, но несмотря на это не потеряла своего актуального значения и в наши дни. Подтверждением этому служит тот факт, что она является пока еще основным стеновым материалом, так как до 70% общего объема городской застройки выполняется из кирпича и керамических камней. Производство их занимает почти 60% всех промышленных фондов строительной керамики.

Слово «керамика» означает любое изделие из обожженной глины (от греческого «керамос» - глина). Глины очень разнообразны, поэтому и изделия, изготовленные из них, также очень разнообразны. Под керамикой принято понимать широкую номенклатуру материалов и изделий: кирпич глиняный обыкновенный, кирпич для дорожных одежд, плитки для облицовки стен и полов, санитарно-строительныи фаянс, электротехнический и декоративный фарфор и многое другое.

Много веков назад человек овладел искусством получения керамического черепка - обожженной глины. Археологические раскопки показали, что народы, населявшие, например, юг нашей страны, умели получать керамику 3000 лет тому назад, а в районе р. Нила обнаружены керамические черепки, возраст которых исчисляется примерно в 12 тыс. лет.

Вначале керамика применялась для изготовления предметов, необходимых в быту: посуды, украшений, наконечников стрел и т. п., а затем и для технических целей. Самым древним видом керамических изделий является посуда. Гончары изготовляли такую посуду из рядовых глин с помощью специального вращающегося круга, называемого гончарным. Гончарный круг был изобретен в IV тысячелетии до н. э. и применяется еще и в настоящее время. Фарфор же был известен вначале ещё до начала нашей эры в Китае, Японии, и только в 1709 г. саксонцами Чирнхаузеном и Бетгером был открыт так называемый настоящий (твердый) фарфор. Изготовление фарфора долго хранилось в тайне, по постепенно этот секрет стал известен и другим странам.

В России первый фарфоровый завод был построен в 1744 г. близ Петербурга. В 1799 г. на Украине, в Межгорье, был построен первый фаянсовый завод.

На территории нашей Родины, в Средней Азии, сохранились замечательные памятники культуры народов Востока, в том числе и памятники, связанные с применением керамики в строительстве. Еще в первых веках нашей эры в древнем городе Ахсыкет, расположенном в Ферганской долине, была проложена трасса водопровода из толстых гончарных труб. Мотивы керамики, заложенные в жилых постройках этого города, как установили историки и археологи Узбекской ССР, дошли до наших дней. Бесценные памятники мусульманской архитектуры с применением керамики сохранились в Самарканде, который был в IV в. столицей огромного государства Тамерлана. Одним из них является мавзолей Тамерлана, покрытый снаружи кирпичной и изразцовой облицовкой. Много интересных памятников строительной техники с использованием цветного кирпича, многоцветных глазурованных плиток и в других городах Средней Азии.

К числу массовых керамических изделий, получивших применение в строительной технике, следует прежде всего отнести кирпич глиняный обыкновенный (красный), который появился в России в начале X в. Первым значительным сооружением, воздвигнутым из кирпича, была Десятинная церковь в Киеве. Тогда кирпич имел необычную для нас форму и назывался плинфом. Он был похож на керамическую плиту, имевшую различные размеры, например 320x270x40 мм. Из подобных кирпичей были выстроены Преображенский собор в Чернигове, Софийский собор и «Золотые» ворота в Киеве и др. В 1555-1560 гг. в Москве на Красной площади Бармой и Посником был сооружен замечательный памятник русской архитектуры храм Василия Блаженного. Наряду с обыкновенным кирпичом в нем нашли применение кирпич цветной, черепица, разноцветные глазурованные керамические плитки, изразцы, изготовленные из кирпичных глин и покрытые разноцветными глухими глазурями.

Постепенно формы и размеры кирпича изменялись и приобретали наиболее рациональную форму. В СССР, в частности, с 1925 г. принят размер кирпича глиняного обыкновенного 250x120x65 мм. Но указанные размеры не являются единственно применяемыми.

Строительная наука ищет новые, более эффективные образцы строительных материалов, применение которых даст возможность снизить расходы сырья на их изготовление, вес возводимого сооружения, затраты рабочей силы, транспортные расходы и т. п.

В целях повышения производительности труда каменщика и улучшения теплотехнических свойств кладки созданы образцы строительного кирпича увеличенных по сравнению с обычным размеров, имеющего специальные отверстия, пустоты и повышенную пористость для снижения объемного веса. Такие керамические изделия более эффективны, чем кирпич глиняный обыкновенный, и поэтому изделия с объемным весом менее 1450 кг/м3 выделены в особую группу, получившую название «эффективной строительной керамики».

Дальнейшим развитием производства стеновой керамики явилось изготовление крупноразмерных индустриальных деталей, таких, как крупные кирпичные блоки, кирпичные панели. В результате, применявшееся в течение многих веков штучное, малогабаритное неиндустриальное керамическое изделие - кирпич - оказалось пригодным для изготовления высокоиндустриальных деталей.

В дореволюционной России из керамических материалов и изделий, применявшихся в технике и строительстве, помимо кирпича, изготовлялись: черепица, метлахские плитки, канализационные трубы, низковольтные изоляторы, простые огнеупорные изделия. Более сложные керамические изделия, имеющие применение в технике, ввозились из-за границы.

После Октябрьской социалистической революции в Советском Союзе интенсивно начала развиваться керамическая промышленность Были созданы специализированные научно-исследовательские институты, такие, как Государственный научно-исследовательский керамический институт (ГИКИ) в Ленинграде и Научно-исследовательский институт строительной керамики в Москве, возникший на базе Московского института силикатов, открыты факультеты силикатной технологии, готовящие высококвалифицированных специалистов для керамической промышленности, а также строительно-технологические факультеты. В дальнейшем развитии керамической промышленности принимают участие такие научные коллективы, как НИИСМИ УССР, ВНИИстром, НИИСМ БССР и др.

Были созданы многочисленые новые предприятия керамической промышленности с высокомеханизированным и автоматизированным производством, такие, как Кыштымский завод строительного фаянса, Московский комбинат керамических облицовочных материалов, Харьковский завод керамических плиток, Вильнюсский завод керамических плиток, Киевский завод «Керамик» и др. Внедрено в производство много ценных изобретений и достижений научно-исследовательских учреждений. К ним можно отнести создание высокопроизводительных прессов для полусухого прессования, разработку скоростных режимов сушки и обжига кирпича-сырца, вспучивание  глин в кипящем слое и др. Большой вклад в развитие отечественной науки в области керамики и керамической промышленности внесли выдающиеся русские ученые М. В. Ломоносов, Д. И. Виноградов и др. В дальнейшем она получила развитие в трудах советских ученых: П. А, Земятченского, Д. С. Белянкииа, П. П. Будникова, И. Ф. Пономарева, Б. С. Лыоина, И. А. Булавина, А. И. Августиника, Г. В. Куколева, И. Я. Слободяника, И. И. Мороза, М. Г. Лундиной и др.

Промышленность искусственных пористых заполнителей в Советском Союзе зародилась в 1955-1960 гг. Этому предшествовали научно-экспериментальные работы, выполненные в дореволюционное время, а также работы советских и зарубежных исследователей. В 1902-1906 гг. мастером ?. ?. Собесским на кирпичном заводе в Ташкенте были разработаны и получены первые образцы искусственного пористого материала из вспученной глины, представлявшие собой керамзит в виде блоков. В 1913 г. американские инженеры Мак-Милан и Хейд провели экспериментальные исследования по получению пористого заполнителя из вспученных глинистых сланцев, названного хейдитом. В СССР керамзит в виде гравия впервые был получен в 1925-1928 гг. Е. В. Костырко и П. А. Пшеницыным. Работы в этом направлении были продолжены И. Ф. Пономаревым, П. П. Щемелевым, И. А. Гервидсом, Г. Л. Лагуновым, П. И. Галкиным, 3. А. Носовой, А. А. Новопашиным, К. П. Азаровым и др.

После Великой Отечественной войны широкие систематические исследования в области технологии производства керамзитового гравия были начаты в Научно-исследовательском институте строительной техники Академии архитектуры СССР Н. А. Поповым, П. П. Будниковым и С. П. Онацким. В 1955 г. на базе этих работ началось промышленное производство керамзита в городе Волжском и Бескудникове (Москва). В 1957-1961 гг. начала давать продукцию группа куйбышевских керамзитовых заводов. В это же и последующее время керамзитовые установки, цехи и заводы вступили в эксплуатацию в ряде других районов Советского Союза: Лианозовский и Лосиноостровский заводы, цехи в городах Саранске, Серпухове, Коломне, Киеве, Витебске и др.

В 1947-1955 гг. в Институте строительной техники Академии архитектуры СССР и МИСИ им. Куйбышева под руководством проф. Н. А. Попова, при участии Института геологии АН СССР (Д. С. Белянкин, В. В. Лапин) были проведены исследования топливных шлаков как заполнителей для легких бетонов (А. В. Коноров, М. П. Элинзон, Г. С. Бурлаков), получивших большое распространение в послевоенное время. Глубокие исследования в этом же направлении были проведены в ЦНИИПСе (С. А. Миронов, Г, А. Бужевич, Г. Н. Сиверцев и др.).

Одновременно в этих же научных организациях (М. П. Элинзон, Л. Н. Попов, С. Г. Васильков), а также в Академии архитектуры УССР, Киевском инженерно-строительном институте (А. Н. Хохиль), Белорусском НИИСМе (В. С. Бурейко, X. Р. Гринштейн, Л. К. Петров), Новосибирском инженерно-строительном институте (Г. И. Книгина, И. А. Иванов), Карагандгипрошахте (Л. Е. Протас) были начаты исследования, связанные с разработкой теории и технологии производства аглопорита - искусственного пористого заполнителя, получаемого методом агломерации различного силикатного сырья.

В 1957 г. трест Электростальстрой построил первую промышленную агломерационную установку, на которой было освоено производство аглопорита в нашей стране, а затем в период с 1959 по 1964 г. в различных городах Советского Союза было построено и введено в эксплуатацию более девяти предприятий по производству аглопорита. С 1948 г. в Южном научно-исследовательском институте по строительству (В. С. Григорьев, В. М. Кириченко), а затем в Институте строительной техники АА СССР (М П. Элинзон, Я. Ш. Штейн) проводились работы по изучению свойств шлаковой пемзы, полученной различными методами поризации расплава. Были созданы вначале опытные, а затем промышленные установки для получения шлаковой пемзы в городах Жданове, Запорожье, Челябинске, Новолипецке и др.

К 1967 г. объемы производства пористых заполнителей - керамзита, шлаковой пемзы, аглопорита, перлита и др. составили более 10 млн м3.