Ciężar właściwy ceramiki. Masa różnych rodzajów ceramiki
Pierwsze przedmioty z wypalonej gliny datuje się na 25-29 tysięcy lat p.n.e. Uważa się, że już wtedy ludzie stworzyli jeden z pierwszych sztucznych materiałów, przechodząc do bardziej osiadłego trybu życia. Dopiero w trzecim tysiącleciu p.n.e. wynaleziono koło garncarskie, które znacznie uprościło proces technologiczny.
W różnych krajach istniały własne receptury produkcji ceramiki. Wraz z rozwojem rzemiosła udoskonalano składy mas ceramicznych i metody wytwarzania wyrobów. Z czasem zaczęto nie tylko wykonywać proste nacięcia i wzory, ale także stosować złożone dekoracje oraz różne rodzaje powłok.
Obecnie ceramiką nazywa się wyroby z gliny i niektórych innych materiałów nieorganicznych, takich jak diatomity i treple, z dodatkiem składników mineralnych, które zostały poddane obróbce cieplnej.
Rodzaje ceramiki
Do podstawowych rodzajów ceramiki wykorzystywanych od dawna do produkcji wyrobów artystycznych należą:
- Terakota - wypalona żółta albo czerwona glina bez szkliwa; czerep takiego wyrobu jest porowaty.
- Ceramika garncarska - wyroby z gliny wypalane w piecu i pokrywane przezroczystym szkliwem; czerep jest porowaty.
- Majolika - ceramika o gruboporowatym czerepie, często z reliefową dekoracją. Wykonywana z białej albo kolorowej gliny i częściowo pokrywana szkliwem w pastelowych odcieniach.
- Fajans - ceramika z białej gliny o bardzo drobnym porowatym czerepie, pokrywana bezbarwnym szkliwem i zwykle nieprzeświecająca.
- Porcelana - szczególny rodzaj ceramiki. Ma cienki, półprzezroczysty, biały czerep nieprzepuszczający wody. Do jej produkcji stosuje się kaolin, glinę ogniotrwałą plastyczną, skaleń i kwarc.
Ceramika jest szeroko wykorzystywana do produkcji materiałów budowlanych i wykończeniowych. Ceramika porowata o nasiąkliwości 8-10% jest nieprzezroczysta i pod wpływem ciśnienia może przepuszczać wodę. Wytwarza się z niej różne elementy ścienne i dachowe, rury drenarskie oraz inne wyroby. Cegłę licową, płytki oraz sanitarne wyroby fajansowe produkuje się z porowatej ceramiki szkliwionej.
Cegły klinkierowe, płytki podłogowe, porcelanę sanitarną i półporcelanę produkuje się z ceramiki o spieczonym czerepie, czyli bez porów. Nasiąkliwość takiej ceramiki wynosi zwykle od 3 do 10%. Dodatkowe powłoki szkliwione zmniejszają stopień wchłaniania wody.
Zwykła cegła budowlana i dachówka ceramiczna należą do ceramiki grubej. Materiał ma strukturę gruboziarnistą. Ceramika cienka obejmuje między innymi szkliwione płytki okładzinowe, cegłę kwasoodporną i wyroby porcelanowe.
Tabela masy różnych rodzajów ceramiki (g/cm³)
| Rodzaj ceramiki | Gęstość rzeczywista | Gęstość średnia |
|---|---|---|
| Fajans twardy | 2,45-2,60 | 1,20-2,50 |
| Fajans miękki | 2,40-2,50 | 2,30-2,45 |
| Porcelana | 2,42-2,60 | 2,26-2,50 |
| Półporcelana | 2,30-2,40 | 2,00-2,20 |
| Cegła ceramiczna | 2,60-2,70 | 1,50-1,90 |
| Cegła lekka | 2,60-2,70 | 0,70-1,40 |
| Kamień ceramiczny | 2,60-2,70 | 1,25-1,40 |
Ceramikę klasyfikuje się również według przeznaczenia konstrukcyjnego:
- ścienna, na przykład cegły i panele,
- dachowa, na przykład dachówka,
- stropowa, na przykład belki, kamienie i panele,
- kruszywa do mieszanek betonowych, na przykład keramzyt,
- elementy okładzinowe, na przykład płytki podłogowe i ścienne oraz dekor,
- drenażowa i kanalizacyjna, na przykład rury i cegły drogowe,
- sanitarna, na przykład miski ustępowe, umywalki i wanny,
- kwasoodporna i żaroodporna, na przykład cegły, płytki i inne materiały.
Ciężar właściwy ceramiki zależy od gęstości czerepu. Rozróżnia się gęstość rzeczywistą i średnią. Gęstość rzeczywista oznacza masę substancji bez porów, natomiast średnia określa materiał w stanie naturalnym, z porami i pustkami.
Najczęstsze pytania
Czy gęstości materiału ceramiki można używać do dokładnych obliczeń?
Wartości gęstości i masy materiału ceramiki w tym artykule są wartościami referencyjnymi. Nadają się do wstępnych szacunków, ale obliczenia projektowe, budowlane, produkcyjne i inne obliczenia krytyczne trzeba sprawdzać na podstawie norm, kart technicznych materiału albo wyników pomiarów.
Dlaczego rzeczywista masa materiału ceramiki może różnić się od tabeli?
Rzeczywista masa materiału ceramiki zależy od składu, wilgotności, temperatury, porowatości, wielkości frakcji, klasy materiału i warunków pomiaru. Dlatego rzeczywiste wartości mogą różnić się od średnich danych tabelarycznych.
Jak obliczyć masę materiału ceramiki na podstawie gęstości?
Do obliczenia orientacyjnego użyj wzoru: masa = gęstość x objętość. Jeśli gęstość materiału ceramiki jest podana w kg/m³, a objętość w m³, wynik będzie w kilogramach.