Что нужно для производства керамической плитки. Получение сырья для производства керамической плитки. Эмаль, покрывающая плитки двойного обжига, бывает глянцевой или матовой. Она не обладает высокой поверхностной прочностью, поскольку не предполагается, ч

Керамическая плитка – это тот облицовочный материал, который присутствует в каждом доме. Приходя в салоны, мы оцениваем цвета, дизайн, размеры, формы, даже не задумываясь о том, а как собственно, производится плитка, которую мы сейчас держим в руках. А ведь это очень интересный процесс, и поверьте, у современного производства керамической плитки есть свои секреты.

Состав керамической плитки

Сырье для производства керамической плитки – это смеси различных материалов, за счет использования которых обеспечиваются технические, эстетические и эксплуатационные характеристики изделия:

• глинистые материалы обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки;
• кварцевое сырье - кварцевый песок, образующий «скелет» керамической плитки, выполняет структурную функцию, необходимую для контроля и ограничения изменения размеров плитки, неизбежно происходящих при сушке и обжиге;
• материалы , содержащие полевые шпаты (алюмосиликаты натрия, калия, кальция и др.) или же карбонаты (в частности, кальция). За счет этих материалов при обжиге достигается требуемая вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия.

Процесс производства керамической плитки

1. Добыча глины

Производственный процесс начинается в карьерах, где добывается исходное сырье. Сорта глины должны иметь строго определенный химический состав, так как он во многом определяет свойства материала и его поведение при прессовании и обжиге. Именно поэтому ведущие производители осуществляют жесткий контроль данного этапа. Качество сырья контролируется как при заборе, так и при завозе на фабрику. Поступив на фабрику, глина складируется в специальные контейнеры: для каждого сорта глины предназначен отдельный контейнер.

На заметку : Производители используют разные сорта глины. Большая часть испанских фабрик «работает» с красной глиной, поскольку в Испании богатые залежи данного сырья. Но наиболее качественной является белая глина, она обеспечивает лучшие характеристики и высокий уровень устойчивости изделия.

Например, фабрика Aparici работает преимущественно с белой глиной и привозят её из Австралии.

Среди фабрик, использующих в производственном процессе исключительно сорта белой глины, – Porcelanosa и Venis. Для Porcelanosa глина добывается в Англии, Украине, Бельгии, Турции и Голландии.

2. Приготовление смеси

На втором этапе глина, в строго рассчитанных пропорциях, смешивается с другими компонентами. Разные виды смеси используются для производства определенных цветов, форматов и моделей плитки.

Полученная смесь поступает на участок предварительного перемалывания и проходит операции:

• измельчения
• смешивания
• увлажнения

Для изготовления тела плитки, которое также называют «бисквит», сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.

На сегодня существует три типа технологий приготовления керамической массы. Выбор той или иной технологии зависит от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции.

• Полусухой способ , т.е. прессование из порошкообразной массы. Для этого глину сначала дробят и подсушивают, после чего измельчают и подают на формование.
• Пластический способ – из тестообразной массы с помощью тепловой обработки. Сначала глину дробят под давлением, затем она поступает в глиносмеситель, где перемешивается с добавками до получения однородной пластичной массы.
• Мокрый способ. Исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы. После чего уже жидкая смесь поступает в специальные резервуары.

3) Формовка изделия

Полученная однородная масса проходит следующий этап производственного процесса – формовку изделия.

Существуют два метода формовки – прессование и экструзия.

Прессование позволяет получить только плоскую плитку определенных размеров; экструзия же обеспечивает производство материала различной формы, в том числе выпуклой или вогнутой.

Формовка изделия с помощью прессования : порошкообразная масса сдавливается прессом в двух направлениях. Под высоким давлением частицы перемещаются и частично деформируются, за счет чего даже необожженная плитка уже обладает соответствующей плотностью и прочностью.

Формовка изделия с помощью экструзии : клинкерная плитка изготавливается из тестообразной массы, которая продавливается через специальное отверстие экструдера, имеющее форму будущего профиля. В производственном процессе есть «жидкая фаза»: вязкая масса под давлением выдавливается из определенной формы и обрезается. Именно за счет этого момента (которого нет при формовке с помощью прессования) метод экструзии обеспечивает производство материала разных форм.

Такая плитка может быть гораздо толще прессованной, может быть выпуклой или вогнутой, что дает возможность выпускать специальные клинкерные элементы – угловые, внешние, внутренние.

Материал, полученный на этом этапе еще очень мягкий, его легко разломать руками.

4) Сушка изделия

Это - обязательный процесс для производства керамической плитки, так как если материал с высоким уровнем влаги сразу после формовки отправить на обжиг, то изделие растрескается.

За счет сушки из изделия удаляется тот процент воды, который был необходим для его формовки. От сушки зависит целостность плитки (отсутствие деформаций, трещин и прочих дефектов), поэтому данный процесс очень жестко контролируется.

Сушка может осуществляться разными методами, но в современном производстве чаще всего используются установки с сушкой горячим воздухом. Они обеспечивают выход влаги на поверхность изделия, ее дальнейшее испарение и удаление. Процесс сушки длится несколько десятков минут. Скорость процесса достигается за счет хорошего теплообмена, эффективной вентиляции и относительно высокой температуры воздуха в ходе осушения материала.

В процессе сушки и окончательного высокотемпературного обжига происходит «усадка» изделия, т.е. пропорциональное уменьшение в линейных размерах. При этом невозможно предусмотреть с точностью до миллиметра фактическое уменьшение размеров, оно зависит от многих факторов. Именно этим объясняется наличие калибров, т.е. обозначений фактического размера керамической плитки. Определение и присвоение калибров готовому изделию происходит на этапе сортировки.

На заметку: многие коллекции Porcelanosa не проходят сушку в традиционном понимании. Материал сушится естественным образом, доходя до нужного состояния. Конечно, это требует специальных условий и времени, но такой материал считается более натуральным, более качественным.

5) Нанесение глазури (эмали)

Керамическая плитка – всегда глазурованная. Керамогранит может быть глазурованным и неглазурованным. У глазурованной плитки и глазурованного керамогранита верхний сравнительно тонкий слой имеет стекловидную структуру. То есть поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает зрительный эффект (цвет, глянец, орнамент и т.д.), а также ряд свойств, таких как водонепроницаемость, твердость и т.д., которые не может обеспечить основание плитки. Таким образом, в составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже. Неглазурованный керамогранит, наоборот, имеет однородную структуру по всей толщине.

Что представляет собой глазурь в керамике? Глазурь (от немецкого Glas - стекло) – это стекловидное защитно- декоративное покрытие на керамических изделиях, закрепляемое обжигом. Это покрытие может быть прозрачным или непрозрачным, бесцветным или окрашенным, матовым или глянцевым.

По составу глазурь – это смесь различных минералов и соединений, таких как красящие пигменты, фритты, различные оксилы, песок. Цвет глазури дают различные соли и оксиды металлов. Например, хром даст зеленый цвет, железо- красный, кобальт - синий.

Подготовленная смесь наносится на поверхность изделия и расплавляется на ней в процессе обжига.

Существует три основных сособа нанесения глазури на поверхность керамической плитки: с помощью "барабана", "купола" и цифровой печати.

Нанесение глазури на плитку может производиться до обжига, в процессе обжига или после обжига.

Глазурь может наноситься в виде пастообразной массы, гранул, в виде распыленной суспензии. Процесс нанесения глазури осуществляется с помощью машины, которая представляет собой круглый барабан с длиной окружности в несколько раз больше длины плитки. Барабан, прокатываясь по плитке, наносит жидкую эмаль на поверхность изделия, а так как длина его окружности в несколько раз превышает длину плитки, то за один оборот обрабатывается 3-4 изделия.

Процесс глазурования может совмещаться с процессом нанесения рисунка. Чаще всего для этого используется осевое смещение барабана, что позволяет производить большое количество плитки с неповторяющимся рисунком. Но дизайн и цвет сохраняется для всей коллекции.

Другой способ нанесения глазури производится с помощью машины в виде «купола». При этом машина не касается поверхности плитки, она «поливает» сверху поверхность изделия подготовленной смесью.

Метод цифровой печати дает ряд преимуществ по сравнению с двумя другими способами нанесения изображения:

• обеспечивает очень высокое качество печати;
• дает возможность декорирования рельефных поверхностей;
• обеспечивает воспроизведение природных и других фактур в фотографическом качестве;
• позволяет быстро создавать новые дизайны;

На заметку: В настоящее время производители керамической плитки либо покупают уже готовую глазурь (собственно смесь, которая будет нанесена на плитку), либо разрабатывают ее сами. Например, фабрика Peronda представила новую коллекцию с эксклюзивным покрытием, напоминающим кристаллин. Это - разработка самой фабрики и в настоящее время такой глазури у других производителей нет.

Среди известных производителей разных видов глазури для керамической промышленности можно отметить компанию Torrecid. Актуальное направление Torrecid - производство глазури для цифровых технологий.

6) Обжиг

За счет обжига керамическая плитка приобретает механические характеристики, необходимые для ее последующей эксплуатации. При высоких температурах в плитке (а если плитка глазурованная, то и в глазури) происходит ряд химических реакций и физических изменений. При обжиге глина превращается в камневидную массу.

Обжиг происходит в печах непрерывного действия, которые представляют собой туннели, по которым плитка перемещается на специальных транспортерах. В процессе обжига плитка подвергается предварительному нагреву, за счет чего испаряются последние остатки влаги, и далее изделия обжигаются при температуре от 900 до 1250°C и выше. Выбор температуры будет зависеть от типа изделия. Для каждого типа плитки разрабатывается индивидуальный температурный режим.

Температура в печи поднимается постепенно: плитка нагревается от меньшей температуры к большей. Иначе изделие сразу бы треснуло.

Для разных материалов есть своя максимальная температура обжига. Так, для плитки двойного обжига – около 950°C, для однократного обжига – до 1180°C, для керамогранита – до 1300°C. После пребывания на участке обжига плитка перемещается по туннелю, последовательно охлаждаясь до температуры, необходимой для её безопасной выгрузки из печи. После охлаждения плитка приобретает структуру с высокой механической прочностью.

На заметку: Прохождение плитки через печь на производстве Porcelanosa занимает около 55 минут (от начала до конца печи). Каждый сектор печи подключен к своему компьютеру, у каждого сектора своя температура, например, к середине печи – около 1200°C.

7) Сортировка

До того, как плитка поступит на участок упаковки и далее на склад, она проходит этап сортировки. Здесь выполняются следующие задачи:

• отбраковка изделий с дефектом;
• плитка первого сорта отделяется от плиток более низких сортов;
• плитка каждого сорта группируется в торговые партии, исходя из тональности (цвета) и калибра (фактических размеров);

После выхода из печи плитка поступает на участок дефектоскопического контроля и калибровки, далее идет на визуальный контроль тональности.

На участке дефектоскопического контроля каждая плитка проходит по специальным «рельсам», по центру изделия прокатывается ролик, который оказывает на плитку определенное давление. В случаях, когда у изделия есть дефект, оно ломается и автоматически не попадает на дальнейшие испытания.

На участке визуального контроля тональности проверяются дефекты эмалевой поверхности, соответственно, в случае их наличия, плитка отбраковывается. И на этом же этапе определяется тональность плитки.

На заметку: Раньше визуальный контроль тональности выполняли люди. Сегодня производство многих фабрик автоматизировано до такой степени, что эту работу выполняют машины, а их контролирует, допустим, один человек. Например, на фабрике Aparici цвета сравнивает специальная машина, за качеством работы которой наблюдает сотрудник фабрики. В принципе, такие машины достаточно точные, поэтому контроль над их работой необязателен, но рекомендован.

Главным фактором в производстве керамической плитки является отработанный технологический процесс производства, который постоянно совершенствуется. Как правило, облицовку керамической плиткой стен делают по технологии двойного, реже одинарного обжига. Напольную керамику, напротив, чаще обжигают один раз, реже - два. А вот изготовление декоративных элементов требует дополнительного - третьего обжига.

Этапы производства плитки:

1. Подготовка сырьевого замеса. Корпус плитки готовится из смеси глины (для придания пластичности), кварцевого песка (для твердости корпуса) и полевого шпата (для плавкости). При приготовлении глазури используется песок, каолиновые глины, предварительно заготовленная стеклянная крошка, а также пигменты на основе оксидов (для цвета). Для изготовления корпуса плитки сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы.
2. Формовка. Используются два метода - прессование и экструзия. Прессованная керамика получается из порошкового раствора, который уплотняется и прессуется под высоким давлением. Экструдированные варианты изготавливаются из тестообразной массы исходных материалов и формуются при прохождении через специальное отверстие экструдера при помощи матрицы-мундштука, обеспечивающей керамической плитке толщину и ширину. Далее происходит нарезка изделия по длине специальными ножами. Метод прессования позволяет жестче контролировать размер и получать поверхность лучшего качества. При этом экструзия проще и дешевле.
3. Высушивание и обжиг. После формовки изделия высушиваются для удаления небольшого содержания влаги. Затем подвергаются обжигу (неглазурованная плитка) при высокой температуре, варьирующейся в зависимости от типа материала от 900 до 1 200 °C. Химические и физические характеристики, такие как плотность, устойчивость к механическим и химическим воздействиям, она приобретает в процессе. При обжиге высокая температура придает материалу устойчивость к агрессивным химическим веществам и физическим воздействиям окружающей среды.

Способы производства керамической плитки:

• бикоттура (двойной обжиг);
• монокоттура (одинарный обжиг);
• монопороза;
• котто;
• клинкер (экструзионная технология)

Бикоттура

Bicottura, то есть двойной обжиг - это эмалированный материал, предназначенный для облицовки керамической плиткой стен внутри помещений. Эмаль придает блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает от проникновения влаги.

Весь цикл производства керамической плитки происходит за два процесса обжига: первый - для создания основы, и второй - для закрепления эмали.

Основа («печенье») получается таким образом: сначала, в специальных формах прессуется увлажнённая масса из красной глины, затем, она обжигается при температуре до 1040 градусов. Такая керамическая плитка считается пористой, с показателем водопоглощения до 10%. Толщина «печенья», как правило, составляет 5-7 мм. Этот вид уступает по прочности всем другим, таким образом, может применяться исключительно в интерьерах.

Создание печенья - это отдельный производственный цикл, по окончании которого изделия проходит контроль планиметрических параметров и линейных размеров и, в случае несоответствия керамической плитки заданным параметрам, отбракованные образцы автоматически снимаются с конвейера и идут на переработку. Ко второй фазе обжига - нанесения эмали, отбракованные керамические плитки не допускаются.

Эмаль может быть глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, как, например, у монокоттуры, поскольку не предполагается, что эта керамическая плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам, например, по ней будут ходить. Вместе с тем эмаль достаточно стойка к воздействию бытовых моющих средств, используемых для чистки керамики, а также к косметическим и гигиеническим средствам, которые могут контактировать с поверхностью керамической плитки в ванных комнатах.

Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию керамической плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, а пластины проверяются только на наличие дефектов поверхности.

Внешне керамическую плитку этого типа отличает:

Относительно маленькая толщина;

Красно-коричневая глиняная основа;

Небольшая масса;

Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого (чаще всего базового в серии) и дополнительных - более темных, с большим количеством декорированных элементов, изготавливаемых двумя различными способами.

Если необходим элемент, отличающийся по размеру от основного формата, (например, бордюр), то он изготавливается с дополнительным третьим обжигом. Предварительно керамические плитки нарезаются под нужный размер - и на них наносится ещё один слой эмали с последующим обжигом для закрепления рисунка.

Для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляется гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда просто сушка без обжига).

Это более трудоёмкий, долгий и дорогой процесс. Бикоттура применяется для облицовки керамической плиткой стен в интерьерах, иногда также для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не соприкасаются с улицей и где, следовательно, отсутствует риск повредить эмаль абразивными частицами (песок, пыль).

Монокоттура

Monocottura, то есть одинарный обжиг - это эмалированный материал, подходящий как для облицовки керамической плиткой стен, так и для укладки на пол. Некоторые её виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данный тип снаружи помещений.

Производство керамической плитки происходит за один цикл обжига. Специально подготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных барабанах и одновременно увлажняется. Затем подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных силосах практически до состояния смеси и подаётся через дозатор необходимыми порциями на транспортную ленту с последующим помещением в пресс-форму, где происходит равномерное распределение строго дозированного количества этой смеси по всей форме штампа.

Надо отметить, что размер прессованных заготовок на этом этапе превышает номинальный примерно на 7-10% (примерно соответствует содержанию влаги в замесе после пресса, то есть керамика, имеющая параметры по каталогу 30х30, имеет формат приблизительно 33х33). Всё это происходит потому, что в процессе сушки и окончательного обжига пластины сужаются, уменьшаясь в размерах, и это как раз объясняет наличие калибров, присваиваемых изделиям

После выхода из-под пресса, керамические плитки направляются в специальную камеру окончательной подсушки, и далее на участок, где на ещё необожженные изделия наносится эмаль, которая после обжига защищает тело и придаёт задуманный изначально дизайн.

Далее пластины подаются в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры до 1200°С и затем плавно остывая, керамика проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа приобретает исключительную твёрдость и на ней закрепляется эмаль, образуя прочное единое целое. Весь процесс обжига строго контролируется с помощью компьютеров на каждой фазе нахождения в печи. После выхода из печи, керамическая плитка приходит на участок дефектоскопического и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.

Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждое изделие попадает на так называемые рельсы, где по ним прокатывается ролик, воздействующий с определённой нагрузкой. Если имеется дефект, то оно не выдерживает и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки.

Эмаль у пластин одинарного обжига кроме повышенных прочностных характеристик обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые к агрессивным химическим средам.

В производство керамической плитки монокоттуры можно получить напольные и настенные декоры. Производство напольных декоров очень похоже на изготовление основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного формата наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому прочность эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры (в случае, если серия имеет ещё и рекомендованное дизайнерами фабрики назначение как «настенная для интерьеров») делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного поля.

Монокоттура используется для облицовки керамической плиткой всех типов поверхностей в интерьерах, а также, особо стойкие виды этой плитки могут применяться, как напольное покрытие в общественных местах с менее интенсивным потоком людей. Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных работ.

Основные отличия монокоттуры от бикоттуры:

• большая плотность материала, в результате использования более мощного пресса и высокой температуры обжига, и как следствие, наличие серий с низким водопоглощением (<3%);
• более толстая и прочная основа;
• эмаль прочнее и износоустойчивей.

Монопороза

Это отдельный вид керамики одинарного обжига. Производство керамической плитки методом монопороза происходит по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига и нанесенной глазури. В этом она полностью схожа с монокоттурой. Но благодаря использованию несколько иных компонентов при приготовлении замеса, физические свойства, и, соответственно, область применения существенно отличаются и являются более близкой бикоттурк. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. При обжиге, в результате химических процессов, образуется высокопористая белая масса, с высоким водопоглощением (до 15%). Прочность такой керамической плитки заметно меньше, чем прочность традиционной «монокоттуры», поэтому основа имеет толщину 12 мм. Естественно, что применяться может только внутри помещений.

Данная технология позволяет выпекать плиты больших форматов практически идеальных размеров, которые после дополнительной механической обработки граней (ректификации) можно укладывать с минимальными швами.

При производстве бикоттуры, где сама основа производится из красных глин, светлая эмаль должна быть достаточно толстой, что не потерять цвет, у монопорозы же белая основа позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Эти две характеристики подразумевают и стилистическое исполнение плиток- цвета в сериях обычно имитируют натуральный мрамор. Декоры изготавливаются как традиционным способом - нанесением рисунка на керамическую плитку, так и с помощью резки водой под большим давлением на специальном оборудовании: таким способом можно получить очень красивый сборный декор, используя, в том числе, и кусочки натурального камня.

Белая пористая основа и тонкий слой эмали требуют особых правил работы: для облицовки керамической плиткой необходимо использовать клеящий состав белого цвета, затирать швы необходимо очень аккуратно, стараясь не повредить эмаль. Поверхность большого формата должна быть идеально ровной.

Ректификация

Все большей популярностью в последнее время пользуются ректифицированная керамическая плитка, применение которых позволяет создать как бы единую поверхность, без видимых больших швов. Таким образом, создаётся впечатление, что поверхность облицована натуральным камнем.

Ректификация - это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок как матовой, так и полированной керамической плитки на специальных станках, для придания всем без исключения изделиям в серии единого размера в каждом формате.

Оборудование настроено таким образом, что обрабатывает также и разные форматы в одной серии по заданному шаблону так, что, например, в одной керамической плитке 30х30 по длине укладываются две керамические плитки 15х15, или в одном изделии 45х45 - одна пластина 30х30 и одна 15х15. Эта операция позволяет облицовывать керамической плиткой разных форматов, а также сочетать матовые и полированные варианты одной серии с минимальными швами, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неректифицированных изделий.

Котто

Это неэмалированные плитки с красной пористой основой, получаемые путем экструзии.

Представляет собой керамический материал, изготавливаемый из глин различных видов. Сформованные экструдированием и высушенные плитки, обжигаются при температуре до 1110°С. Основа получается пористая, красного цвета с самыми различными оттенками (в зависимости от вида глины).

Обладает повышенной стойкостью к воздействиям абразивных материалов, характеризуется высоким сопротивлением сжатию, изгибу, действию агрессивных химических веществ и атмосферных явлений.

Котто применяется для облицовки керамической плиткой полов внутри зданий.

Клинкер

Это плитки неэмалированные или эмалированные одинарного обжига с разноцветной (обычно уплотненной) основой, получаемые путем экструзии. Производство керамической плитки происходит в 2 этапа:

1. Сырьевая смесь обжигается при температуре до 1250°C вплоть до начала остекленения.
2. Применение процесса экструдирования позволяет получать не только плитку сложной геометрической формы, но и различные облицовочные элементы - цоколей, уголков, ступеней и т.д.

В итоге изделия обладают хорошими характеристиками сопротивления механическим нагрузкам, истираемости, действию атмосферных явлений и перепадам температуры. Устойчивы к воздействию агрессивных химических веществ, легко чистятся, неприхотливы в эксплуатации.

Клинкерная плитка применяется для укладки полов внутри и снаружи здания, облицовка наружных стен жилых, общественных, промышленных, спортивных сооружений.

Мозаика

Керамическая плитка довольно долго считалась универсальным отделочным материалом, который по сей день широко используется в строительстве и ремонте. Плиткой облицовывают все, что можно, - бассейны, стены и полы в ванных комнатах и на кухнях, фасады зданий, ступени лестниц и т. д. И все же, несмотря на любовь к керамической плитке, люди искали ей альтернативу. Увы, керамика - все же хрупкий и пористый материал. К тому же довольно крупные «габариты» плитки (самый маленький размер - 10 х 10 см) не позволяют получить изображение с «высоким разрешением».

В итоге этих исканий в наш быт вновь вошла мозаика, известная человечеству с незапамятных времен. Впрочем, как известно, все новое - хорошо забытое старое.

Смальта

Смальта - это плитка из цветного стекла. Изготавливается из расплавленной стекломассы. В процессе производства керамической плитки сначала отливают (иногда прессуют), а затем обжигают.

Цветовая палитра смальты включает сотни разнообразных цветов и оттенков, что позволяет получать с её помощью высокохудожественные панно.

Смальта отличается устойчивостью к воздействию любых агрессивных сред, а также цветоустойчивостью. Коэффициент водопоглощения практически равен нулю, что определяет ее сферу применения. Применяется для облицовки керамической плиткой подводной части бассейнов, а также для мозаичных работ.

Майолика

Это особо прочная керамика. Эмалированные плитки с пористой цветной основой, формованные прессованием. Технология изготовления, предусматривает два раздельных обжига: первый - для корпуса плитки, второй - для эмали (двукратный обжиг позволяет избежать трещинок и «мошек» на поверхности). В результате плитка получается ровной, блестящей и очень декоративной.

Сырье для производства майолики представляет собой смесь глины, песка, карбоната и окиси железа (придает основе плитки розоватый оттенок). Глазурь используется только непрозрачная - цветная.

Применяется для облицовки керамической плиткой внутренних стен жилых помещений с низкой влажностью воздуха (не предназначена для ванных комнат, душевых и аналогичных помещений т.к. майолика - высокопористый материал, и имеет большое водопоглощение - 15-25%). Технология изготовления майоликовых изразцов требует высокой культуры производства, точности и аккуратности в работе. В образцах используется красная глина, которая впоследствии покрывается эмалью и глазурью. Перед вторым обжигом поверх белой эмали наносится декоративный рисунок.

Макет будущих форм изготавливают из мягкого материала, по которому в дальнейшем делается гипсовая форма. После этого в готовые формы вручную укладывается с запасом глиняная масса, заполненные формы на несколько дней оставляют для естественной сушки. Готовые и подогнанные друг к другу образцы покрываются тонким слоем белой глины. Чтобы придать изделиям характерный красно-коричневый цвет и завидную прочность, их отправляются на первоначальный обжиг.

Обжиг производится в специальных печах с равномерно распределенным теплом, чтобы усадка изразцов происходила равномерно.

Наконец, художники могут вручную(!) нанести рисунок. Но это не так просто, как может показаться на первый взгляд: при повторном обжиге используемые краски могут поменять свой цвет, неправильно нанесенный рисунок практически невозможно исправить.

Расписные образцы отправляются на повторный обжиг, который происходит под тщательным контролем мастеров, следящих за неизменностью параметров обжига. Иногда готовые образцы дополнительно глазируют специальными красками.

Сегодня многоцветные изразцы переживают свое второе рождение. Десятки фирм на территории России предлагают облицовку печей и каминов изразцами, многие специализируются исключительно на изразцовых печах. И это не случайно. Человек всегда стремится к изящному, художественному, красивому. Один из путей удовлетворения этого стремления - многоцветный, теплый, живой изразец.

Керамическая плитка или кафель является популярным строительным материалом, который используется для облицовки стен и пола в различных помещениях. Он отличается высокой прочностью, износостойкость, влагоустойчивостью и другими положительными качествами.

Как делают керамическую плитку, что она приобретает все свои свойства? Это высокотехнологичный процесс, который должен происходить в строгой последовательности. Для производства данного материала применяется современное и мощное оборудование, что позволяет получить лучший результат.

Какое сырье используется для производства кафеля?

Для формирования плитки необходимо подготовить сырье в виде глины, которую добывают из земных недр. Также в состав смеси, использующейся для производства, входят и другие компоненты. От их количества зависят основные свойства материала – прочность, пластичность, эстетичность и другие. Например, при добавлении полевого шпата удается значительно снизить температуру обжига.

Для получения в результате производства качественных материалов требуется с особой тщательностью подойти к выбору типы глины. Существуют такие разновидности данной породы:

• цементная. Из данного типа сырья чаще всего изготовляют различные сухие смеси;
• огнеупорная. Такое сырье считается идеальным для производства кирпича или кафеля, которые могут эффективно работать при воздействии пламени и высоких температур;
• формовочная. Имеет специфические качества, которые идеально подходят металлургической промышленности;
• кирпичная. Относится к легкоплавким сортам. Чаще всего используется для формирования кирпичей с отличными теплоизоляционными свойствами;
• кислотоупорная. Идеально подходит для изготовления продукции, которая не разрушается под воздействием агрессивных веществ;
• каолиновая. Белый тип глины, применяющийся для фарфоровых или фаянсовых изделий.

Методы производства

При изготовлении керамической плитки в домашних условиях или на высокотехнологичных производствах используют одну из технологичных схем:

• монокоттура. В данном случае технология производства керамической плитки подразумевает лишь единичный обжиг полуготового сырья. Сформированная заготовка покрывается специальной глазурью, после чего подвергается термической обработке под температурой 900-1200°С. В результате образуется материал, который способен эффективно противостоять негативному действию влаги;
• бикоттура. В данном случае полученная плитка своими руками подвергается обжигу дважды. Первый раз это делают для удаления из материала лишней влаги, а второй – после нанесения глазури;
• керамогранит. После производства плитки данного типа получают сверхпрочный материал, который устойчив к значительным перепадам температур. В данном случае в состав смеси, для формирования керамокранита, входит кварцевый песок и полевые шпаты. Сам процесс обжига происходит при температуре, которая не ниже 1300°С.

Виды и типы керамогранита

Подготовка сырьевой массы

Изготовление керамической плитки невозможно без тщательной подготовки сырья. Его обязательно сортируют по размеру и типу. После этого сырье измельчают до нужной фракции при помощи угловой дробилки или прочего оборудования. В процессе подготовки его могут несколько раз подвергать дроблению для получения высококачественного материала.

Когда все сырье приобрело нужный размер зерен, отдельные компоненты смешивают между собой. В данном случае очень важно подобрать оптимальные пропорции между использованными ингредиентами. От этого зависят основные свойства будущей плитки, ее внешний вид.

Для получения более однородной массы к ней добавляют воду и подвергают обработке в шаровой мельнице. В результате получают особую жидковатую смесь под названием суспензия. В последующем из нее удаляется вода при помощи специального фильтр-пресса. Он способен избавить от 50% влаги. В дальнейшем полученная масса еще раз подвергается размолу, но в сухом виде.

Также в процессе изготовления плитки полученная суспензия может закачиваться в специальный распылитель. Обычно он состоит из вращающего диска или сопла. В распылителе суспензия освобождается от лишней влаги из-за интенсивного движения потоков воздуха. Также сырье может измельчаться путем сухого помола с гранулированием. Для этого существуют специальные гранулирующие машины.

Как происходит процесс формирования плитки?

Технология изготовления керамической плитки подразумевает, что ее формирование происходит путем сухого прессования. В данном случае подготовленный порошок, имеющий в составе все необходимые компоненты, поступает в фасонный пресс. Он позволяет максимально сжать материал, после чего готовые пластины выбрасываются в нижней части плунжера. Такие прессы обычно обеспечивают давление, которое превышает 2500 тонн.

Для получения очень тонкого плиточного материала нужно дополнительно использовать смачивающие агенты. Сочетание экструзии со штамповкой позволяет получить изделия неправильной формы, которые отличаются качеством и небольшой стоимостью. Это можно сделать путем обработки сырья в специальном цилиндре с высоким давлением, после чего оно выдавливается наружу небольшими порциями. В дальнейшем подготовленные образцы подвергаются штамповке при помощи гидравлических или пневматических прессов.

Также существует другой метод формировки плитки. Он подразумевает то, что подготовленные порции сырья сжимаются при помощи гидравлического пресса между двумя половинами жесткой формы. Освобождение полученных образцов происходит при помощи нагнетания воздуха и вакуума.

Сушка

После формирования плитки ее нужно высушить при высокой относительной влажности воздуха. Данный процесс обычно занимает несколько дней. Образцы высыхают медленно, что позволяет предотвратить образование усадочных трещин.

Для этого обычно используются непрерывные или туннельные сушилки. В качестве источника энергии выступают газ, нефть, инфракрасное или СВЧ-излучение.

Глазуровка образцов

Глазурь представляет собой особый стекломатериал, который наносят на поверхность плитки. После обжига она надежно закрепляется на поверхности и обеспечивает многие положительные свойства материала – влагостойкость, прочность, эстетичность и другие.

Глазурь может наноситься на плитку несколькими способами – при помощи центробежного глазуровщика, дискованием. Также ее могут просто распылять или рассыпать по поверхности плитки.

Обжиг материала

После завершения глазуровки плитку нужно обжечь. Это позволяет ей приобрести достаточную прочность и пористость. Процесс обжига может происходить одно или двухступенчато. Все зависит от выбранной технологии и требований к плитке. Обычно сырец подвергается обработке при температуре 1000-1300 градусов. Многие домашние производства работают при 850-900 градусов, чего очень часто полностью достаточно.

Однократный обжиг в основном применяется для плитки, которая сформирована мокрым способом. Для этого используется печи, оснащенные фрезерными роликами. Они обеспечивают температуру до 1150 градусов. В таких печах сырец находится около часа.

Двукратному обжигу подвергают образцы, которые сформированы сухим способом. Они подвергаются действию более низких температур. После первичной обработки плитка отправляется на повторный обжиг с глазуровкой. Два этих процесса происходят в одной и той же печи туннельного типа. Она представляет собой камеру, где заготовки медленно перемещаются на конвейере по огнеупорным лентам. В таких печах обжиг занимает 2-3 дня. Обычно он происходит при температуре 1300 градусов.

После такой обработки плитка остывает, сортируется и пакуется. В результате получают материал, который полностью готов к дальнейшему применению. Также в условиях производства обычно проверяют свойства образцов на их соответствие общепринятым нормам.

Особенности изготовления тротуарной плитки

Для нет необходимости закупать дорогое оборудование или материалы.

Для домашнего производства следует закупить следующее сырье:

• портландцемент;
• известняковый или гранитный отсев;
• пластификатор;
• пигмент для получения нужного цвета;
• специальная смазка для форм.

Смесь для производства тротуарной плитки готовится при помощи бетономешалки, куда засыпают известковые заполнители и другие компоненты. Полученным раствором заполняют пластиковые формы, которые рекомендуется предварительно обработать смазкой. В последующем их перемещают на выбростол для удаления всех пузырьков воздуха. В дальнейшем тротуарная плитка подвергается сушке в естественных условиях, что возможно благодаря пластификатору.

Сырьё для изготовления керамической плитки представляет собой смесь нескольких компонентов:

• Глина и схожие материалы, которые придают общей массе пластичность для формирования заготовок;
• Кварцевый песок либо схожее сырьё - формирует своего рода структурный скелет смеси, упрощающий процесс формовки, сушки и обжига;
• Материалы с содержанием карбонатов и алюмосиликатов кальция и натрия. С их помощью достигается необходимая вязкость, а готовое изделие получает плотную стекловидную структуру.

Процесс производства

1. Добыча сырья - первый этап, берущий начало в карьерах, где на поверхность извлекаются компоненты со строго определённым химическим составом. От состава зависит поведение сырья во время прессовки и обжига, а также свойства готовых изделий. Из мест добычи глину отправляют на фабрики, где сортируют её по контейнерам.

2. Приготовление смеси - глинистые материалы, составляющие основу керамической плитки , смешиваются с остальными компонентами в определённой пропорции. Затем они подвергаются предварительному перемалыванию до нужных размеров, измельчаются, смешиваются и увлажняются. Для создания керамической массы разработано несколько способов, каждый из которых применяется для различных типов сырья и вида будущей продукции:

• Полусухой - глина проходит дробилку и сушилку, затем измельчается и уходит на формовку;
• Пластический - после дробилки глинистый материал смешивается с добавками в глиномесителе, в итоге получается пластичная однородная масса, которая в дальнейшем подвергается тепловой обработке;
• Мокрый - первичные компоненты измельчаются и смешиваются с большим объёмом воды (не более 60%), получившаяся однородная масса направляется в резервуары.

В итоге смесь подготавливается к формовке тела плитки (или «бисквита», названного так из-за внешнего сходства с одноименным изделием из теста).

3. Формовка , которая осуществляется методами прессования либо экструзии.

• Прессование подразумевает сдавливание порошкообразной массы под большим давлением. Мелкие частицы смеси перемещаются и частично деформируются, за счёт чего значительно повышается твёрдость и прочность плитки;
• Для формовки керамической плитки экструзионным методом предназначена специальная установка - экструдер. Масса продавливается через отверстие, задающее форму профиля плитки. В отличие от прессования, экструзия позволяет производить плитку любых конфигураций, так как в «жидкой фазе» смесь выдавливается из форм и обрезается. Изделия, полученные таким методом, могут быть толще прессованных, быть вогнутыми или выпуклыми. Именно так изготавливаются угловые клинкерные элементы.

4. Сушка - неотъемлемая часть производственного процесса. Её цель - полностью удалить влагу из изделия. За процессом установлен строгий контроль, чтобы не допустить деформации изделий во время высушивания. Для этого предназначены специальные установки, обрабатывающие поверхность керамики горячим сухим воздухом. Во время сушки плитка «усаживается», то есть немного уменьшается в размерах. Величину «усадки» точно рассчитать невозможно, поэтому готовые изделия могут незначительно отличаться друг от друга по габаритам, даже внутри одной партии.

5. Нанесение эмали или глазури - это декоративное защитное покрытие, прозрачное, бесцветное либо окрашенное. Своим цветом эмаль обязана добавкам различных солей и оксидов. Так, синий цвет дают соли кобальта, зелёный - соли хрома, красный - соли железа. Глазурованная плитка состоит из двух слоёв: основание (нижний) и, собственно, глазурь (верхний). Этот слой обеспечивает дополнительную защиту основания от внешних воздействий, так как обладает повышенной твёрдостью, жаропрочностью и влагонепроницаемостью.

Существуют десятки методов нанесения глазури на плитку - в виде гранул, методом распыления и накатывания пастообразной смеси. Процесс осуществляется при помощи барабанов, до, после или во время обжига. Одновременно с этим могут наноситься различные изображения. Существуют технологии, при которых каждый отдельный элемент плитки обладает своим неповторимым рисунком, при этом сохраняя общую стилистику серии.

6. Обжиг - только после него плитка становится пригодной для использования. Печь для обжига - это туннель, в котором изделия двигаются на транспортёрах. Температура обжига составляет от 900 до 1300 градусов в зависимости от материала и технологии изготовления. После обработки плитка охлаждается и превращается в камневидную массу высокой прочности.

7. Сортировка - во время этого процесса отбраковываются повреждённые элементы, разделяются и группируются плитки различных сортов. Современные линии по производству оснащены специальными устройствами, которые проверяют плитку на дефекты, оказывая на неё механическую нагрузку.

Важно отметить, что у разных сортов керамической плитки этапы её производства могут значительно различаться.

Для изготовления кафельной плитки в условиях завода необходимо следующее оборудование:

• Бетономешалка : предназначена для перемешивания цемента и прочих ингредиентов.
• Вибростанок : предназначен для уплотнения бетонной смеси.
• Формы : предназначены для формирования плиток.
• Специальная камера : предназначена для напыления рисунка и глазури.
• Печь : предназначена для сушки сформированных изделий.

Перечисленного оборудования будет достаточно для изготовления обычного или стандартного кафеля. Но, если производитель надумает выпускать более уникальные изделия, то ему потребуются некоторые другие приспособления. Это может быть:

• Многофункциональная камера для напыления, которая стоит немалых денег.
• Набор профессиональных трафаретов , с помощью которых будут наноситься рисунки.

Цена на оборудование для производства (изготовление) керамической плитки достаточно немаленькая. Но окупаемость хорошая.

В видео ниже рассмотрено специальное оборудование для производства кафеля:

Расчет сырья

Для изготовления кафельной плитки потребуются следующие материалы, каждый из которых выполняет в сырье определенную роль:

• (отвечает за сохранность размера после процедуры сушки).
• (отвечает за эластичность смеси).
• Фелдшпатовый состав (отвечает за вязкость).
• Карбонатный состав (отвечает за вязкость).
• Разнообразные добавки.

Для производства кафеля необходима тугоплавкая или огнеупорная глина. Последний вариант больше всего подходит по количеству примесей.

Чтобы довести глину до необходимого состояния используют разные добавки. Они бывают следующих типов:

• Глазурь (создает защитный слой и придает изделию красивый эстетичный вид).
• Отощающие добавки (они снижают усадку глины и делают пластичность в несколько раз меньше).
• Плавни (уменьшают температуру плавления глины).
• Пластифицирующие (делают глину более пластичной).
• Ангоб (применяется для декоративной обработки изделия).
• Парообразующие (делают структуру изделия более пористой).

Технологии изготовления

Производство кафельной плитки мало отличается от изготовления керамической продукции. На протяжении многих лет оно остается неизменным.

Заводские методы

Кафельная плитка на заводах проходит следующие этапы:

1. Подготовка смеси.
2. Формирование изделий.
3. Сушка в камерах.
4. Глазурирование плиток.
5. Обжиг в печи.
6. Сортировка продукции.

Подготовка смеси и формирование изделий

На этапе подготовки происходит смешивание компонентов для получения необходимой однородности. В первую очередь глина измельчается, затем в нее добавляются различные добавки для получения нужного химического .

Перед этапом формирования глину обязательно смачивают. Насколько будет смачиваться сырье, и какие добавки будут в него входить, зависит от показателей готового изделия.

Под формовкой понимают прессование изделий. Для этого подготовленное сырье заливают в формы и прессуют под давление 400 кг/см 2 . В результате этого процесса получается достаточно прочный и очень плотный продукт.

Сушка и глазурирование плиток

На этапе сушки из изделий удаляется ненужная влага. Этот этап имеет особое значение. Дело в том, что влага в процессе обжига испарятся. Полученный пар сильно разрушает целостность плиточных изделий.

Если этапом сушки пренебречь, то на выходе можно получить много забракованной продукции.

Глазурирование необходимо для придания или легкого оттенка. Нанесение глазури проводят перед этапом обжига. Высокая температура и последующее охлаждение превращают такое покрытие в специфическое стекло.

Такое покрытие выполняет защитные функции. В результате плитка не только получает эстетичный вид, но защищает изделие от негативных воздействий.

Обжиг и сортировка продукции

Еще один из очень серьезных этапов – обжиг. Высокие температуры печи приводят к необходимым химическим реакциям, в результате которых в плитке наступают физические изменения. В печи изделия двигаются по туннелю.

Температура печи отличается. Она колеблется в интервале от 900 до 1300 ºС. Очень важно на этом этапе постепенно уменьшение окружающей температуры. При неплавном переходе или при резкой ее смене, изделие может деформироваться.

На этапе сортировка изделия подвергают проверке. Здесь оценивают толщину, габаритные размеры, наличие трещин и степень брака. Только после этого кафельную плитку упаковывают и отправляют на продажу.

В следующем видео представлено производство кафеля в заводских условиях:

Своими руками

Для самостоятельного изготовления кафельной плитки потребуется пройти следующие этапы:

1. Подготовка сырьевой массы.
2. Изготовление сырца.
3. Проведение бисквитного обжига.
4. Последующее декорирование.

Подготовка сырьевой массы и изготовление сырца

На первом подготовительном этапе очень важно правильно подобрать тип глины. Здесь обязательно нужно учитывать ее пластичность. Пластичное сырье позволяет сформировать абсолютно любую форму.

Оптимальным вариантом в этом случае выступает глина средней жирности. Если имеется глина повышенной жирности, то значение можно усреднить, добавить к материалу песок, пемзу или шамот. Такой способ позволит избежать разрыва при обжиге и сделает сырье менее тугоплавким.

После смешивания компонентов полученную массу заворачивают в полиэтиленовый пакет. Здесь очень важно полностью перекрыть доступ кислорода. Сырье должно впитать имеющеюся влагу. Воздушные пробки в плитке сильно снижают качественные характеристики. Этот способ заметно улучшит качество глины.

Для формовки используют полиуретановые формы или любые другие подходящие по характеристикам. При формировании очень важно хорошо распределить глину по форме и тщательно ее утрамбовать. При этом толщина будущего изделия по всей площади формы должна быть одинаковая.

Подготовленный сырец просушивают. О готовности судят по отвердению и осветлению плитки.

Важно помнить, что сам по себе сырец очень хрупкий.

Обжиг и последующее декорирование

Обжиг так же проводится под действием высоких температур. В результате должно получится стеклоподобное изделие. В домашних условия не получится добиться температуры в 1300 ºС, будет достаточно 850 ºС. Бисквитным обжиг называют потому, что сырец дает усадку. Это нужно обязательно учитывать при подсчете габаритов изделия.

На этапе декорирования можно проявить фантазию. Разнообразные рисунки украсят любое изделие. Самое главное здесь использовать глазурь. Ее можно наносить кистью или просто распылителем. Нередко применяют и способ обливания. Глянцевого блеска добиваются с помощью лака или эмали.

По окончанию декорирования изделие подвергают обжигу во второй раз. Здесь важно не превышать заданного значения температуры, иначе плитка может потрескаться.

В видео ниже представлен процесс ручного изготовления керамической плитки:

Производство керамической плитки как бизнес

Бизнес по изготовлению кафельной плитки всегда будет иметь место. Открывая свое мини-производство можно довольно легко найти покупателей благодаря тому, что плитка будет стоить немного дешевле, чем у конкурентных производителей. При этом она не будет отличаться низким качеством. Именно эти два фактора всегда стоят на первом месте у потребителя.

Итак, на закупку оборудования понадобится примерно 300 000 рублей. На закупку материала потребуется около 350 000 рублей.

За дополнительное оборудование так же придется заплатить:

• Многофункциональная камера для напыления: примерно 90 000 рублей.
• Набор профессиональных трафаретов: 18 000 рублей за 200 штук.

Кроме этого, необходимо будет снять площадь, где будет установлено оборудование и осуществляться процесс производства. В среднем на это понадобится около 35 000 рублей. В эту же цифру включим немалые затраты на электроэнергию.

Процесс не автоматизирован, поэтому без работников здесь не обойтись. На заработную плату обслуживающего персонала выделим около 90 000 рублей. При этом потребуются деньги и на сам процесс открытия дела. Это примерно 45 000 рублей.

Разделим перечисленные затраты на два вида:

• Одноразовые, которые будут составлять 453 000 рублей.
• Ежемесячные, которые будут равняться примерно 475 000 рублей.

Для определения дохода будем считать, что объем производства составляет 5 000 м 2 плитки. Пусть цена за квадрат составит 210 рублей. Тогда ежемесячная прибыль будет ровняться 1 050 000 рублей. Чистый доход за минусом ежемесячных затрат составит 575 000 рублей. На полную окупаемость вложенных затрат понадобится чуть больше года.

Сумма дохода от производства кафельной плитки очень неплохая, но все те так гладко. В этом бизнесе есть свои подводные камни.

• Во-первых, сбыт кафельной плитки очень сильно зависит от сезона. Так, зимой ее покупают очень мало, в основном о строительстве и ремонте люди начинают думать весной и летом. Именно в это время года можно рассчитывать на полный сбыт сделанной плитки.
• Второй фактор – это модные тенденции. Нельзя выпускать плитку в полном объеме в месяцы, когда она мало пользуется спросом. Ведь пройдет время и плитка станет немодной и не интересной. Спрос покупателей на нее упадет.