ΠΡΟЇΟΝΤΑ ΚΕΡΑΜΟΥΡΓΙΑΣ

Πρώτη ύλη των προϊόντων κεραμουργίας είναι το αργιλώδες χώμα, ο πηλός. Το είδος της αργίλου, η κοκκομετρική σύνθεση  του πηλού, η θερμοκρασία όπτησης καθώς και διάφορες ειδικές προσμίξεις,  καθορίζουν το είδος και την ποιότητα του κεραμικού προϊόντος (οπτόπλινθοι, πορσελάνες, πυρότουβλα κ.ά.).

Στα δομικά προϊόντα κεραμουργίας περιλαμβάνονται κυρίως οπτόπλινθοι (τούβλα), κέραμοι (κεραμίδια), πλακάκια επίστρωσης δαπέδων και πεζοδρομίων, πλακάκια επένδυσης, πηλοσωλήνες, ειδικά προϊόντα και είδη διακόσμησης.

Οπτόπλινθοι

Η οπτοπλινθοδομή αποτελούσε, πριν την ανακάλυψη του οπλισμένου σκυροδέματος, την κύρια μορφή φέρουσας κατασκευής στο «δυτικό» κόσμο.

Κατασκευές φέρουσας οπτοπλινθοδομής

Οι οπτόπλινθοι, (τούβλα), είναι σήμερα το κύριο δομικό στοιχείο της κατασκευής τοιχοποιιών πλήρωσης στα κτήρια.

Ο πηλός που προορίζεται για την παραγωγή οπτόπλινθων πρέπει να είναι αδύνατος πηλός, (μειωμένης περιεκτικότητας σε άργιλο). Το «αδυνάτισμα» επιτυγχάνεται με την προσθήκη άμμου, κεραμάλευρου ή ανακυκλωμένων υλικών, όπως σκωρία λεβήτων. Οι οπτόπλινθοι ψήνονται στους 900 – 1200 ^οC.

Οι τύποι των οπτόπλινθων παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία ανάλογα με τη χρήση τους. Υπάρχουν οπτόπλινθοι συμπαγείς, διάτρητοι διαφόρων  ειδών, θερμομονωτικοί, εμφανείς, καθώς και ειδικοί οπτόπλινθοι μεγάλης θερμοχωρητικότητας, όπως τα πυρίμαχα τούβλα των εστιών.

Οπτόπλινθοι

Εμφανείς οπτόπλινθοι

• Θερμομονωτικοί οπτόπλινθοι

Η κεραμοποιία ανέπτυξε, κατά τις τελευταίες δεκαετίες, θερμομονωτικούς οπτόπλινθους, διάφορων κατηγοριών, στοχεύοντας στην κάλυψη των απαιτούμενων από τους κανονισμούς συντελεστών θερμομόνωσης, από την ίδια την οπτοπλινθοδομή, χωρίς πρόσθετη θερμομόνωση άλλων υλικών. Η τεχνολογία αυτή είναι σημαντική, γιατί επιτρέπει την αποφυγή εγκλωβισμού του κτηριακού κελύφους μέσα σε περίβλημα αφρωδών πλαστικών μονώσεων. Επιτρέπει την άδηλη αναπνοή του κελύφους, την αποφυγή συμπύκνωσης υδρατμών στο εσωτερικό των τοιχοποιιών, την εκτόνωση των τοξικών ουσιών των εσωτερικών χώρων και βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του εσωτερικού αέρα. Τα πλεονεκτήματα αυτά αναιρούνται, όταν μέσα στη δομή των θερμομονωτικών οπτόπλινθων τοποθετούνται αφρώδη πλαστικά μονωτικά υλικά. Οι κύριες κατηγορίες θερμομονωτικών οπτόπλινθων είναι:

Πλίνθοι ειδικά διατεταγμένων οπών – διάκενων Η θερμομονωτική τους ικανότητα οφείλεται στην δομή των οπών. Οι οπές διατάσσονται έτσι ώστε να σχηματίζουν στον όγκο του τούβλου παράλληλες ζώνες διάκενων αέρα, κάθετες στην κατεύθυνση του πάχους του τοίχου. Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας τους είναι, σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ.,   λ = 0,45 W/(m·K). Για την αύξηση της  θερμομονωτικής ικανότητας, αυξάνεται το πορώδες της κεραμικής μάζας. Στην περίπτωση αυτή οι πλίνθοι ονομάζονται ελαφροβαρείς  ή πορώδεις οπτόπλινθοι και ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας μειώνεται στο λ = 0,26  W/(m·K).

Θερμομονωτικοί οπτόπλινθοι

Διάτρητοι πλίνθοι με θερμομονωτική πλήρωση των οπών τους Οι οπές των πλίνθων πληρώνονται, μετά το ψήσιμο, με χυτά θερμομονωτικά υλικά, συνήθως με αφρό πολυουρεθάνης. Όταν τα υλικά αυτά είναι αφρώδη συνθετικά μονωτικά, εμποδίζουν την άδηλη αναπνοή της τοιχοποιίας και ενδέχεται οι εκπομπές τους να είναι τοξικές.

Πλίνθοι με θερμομονωτικές προσμίξεις στη μάζα τους Οι προσμίξεις μπορεί να φτάσουν το 30 % του όγκου  των  πλίνθων. Προστίθενται πριν την όπτηση. Αυξάνουν το πορώδες της κεραμικής μάζας και μειώνουν το συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας λ έως και στα 0,26 W/(m·K). Τα υλικά των προσμίξεων μπορεί να είναι: ίνες ξύλου ή ροκανίδι, ίνες κυτταρίνης ή άλλες φυτικές ίνες, όπως κάνναβη, διογκωμένος περλίτης, καρβουνόσκονη καθώς και διάφορα μείγματα των παραπάνω υλικών. Χρησιμοποιούνται επίσης προσμίξεις συνθετικών μονωτικών υλών. Κατά την όπτηση των πλίνθων πρέπει να ελέγχονται τα καυσαέρια, που παράγονται από τις προσμίξεις των πλαστικών υλικών.

• Οξύμαχα κεραμικά

Η πρώτη ύλη των οξύμαχων κεραμικών, που ονομάζονται και κεραμικά κλίνκερ, είναι ο πηλός. Σε αυτήν προστίθενται ανθρακικό βάριο, άλευρο ασβεστόλιθου, μικρή ποσότητα μπεντονίτη και οξείδια μετάλλων για χρωματισμό. Η όπτηση των κεραμικών γίνεται σε θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης, ώστε να μειωθούν οι πόροι της ύλης τους. Αποκτούν μεγάλη πυκνότητα, υψηλές αντοχές σε θλίψη και δεν απορροφούν νερό. Χρησιμοποιούνται σε επενδύσεις τοίχων, σε δομικά στοιχεία υψηλών απαιτήσεων και σε ανθεκτικές επιστρώσεις.

Κεραμίδια

Τα κεραμίδια είναι από τα πλέον χρησιμοποιούμενα υλικά στέγασης. Η παρασκευή τους γίνεται από παχύ πηλό (μεγαλύτερης περιεκτικότητας σε άργιλο), πιο εύπλαστο από τον πηλό των οπτόπλινθων, ώστε να παίρνουν εύκολα την επιθυμητή μορφή και να αντέχουν στη διαρκή έκθεσή τους στις ατμοσφαιρικές μεταβολές.

Τύποι κεραμιδιών

Πλάκες – πλακίδια

Κεραμικές πλάκες και πλακίδια επίστρωσης δαπέδων και πεζοδρομίων, επένδυσης εσωτερικών και εξωτερικών τοίχων, καθώς και διάτρητες διαφόρων χρήσεων κατασκευάζονται σε ποικιλία διαστάσεων, σχεδίων  και χρωμάτων, με σύνθεση της πρώτης ύλης τους ανάλογη  του κάθε  προϊόντος και της χρήσης του. Για την κατασκευή π.χ.  λευκών πλακιδίων ή πλακιδίων πορσελάνης, χρησιμοποιείται λευκός πηλός, που δεν περιέχει οξείδια του σιδήρου και χρωστικές.

Κεραμικές επιστρώσεις

Υπάρχουν απλά ή εφυαλωμένα προϊόντα πλακών και πλακιδίων. Η εφυάλωσή  τους επιτυγχάνεται με επάλειψη υαλωμάτων οξειδίων του πυριτίου και μετάλλων, μετά την όπτηση. Ακολουθεί δεύτερη όπτηση. Η εφυάλωση, προστατεύει τις διακοσμήσεις  της κεραμικής επιφάνειας και την αδιαβροχοποιεί.

Φυσικές ιδιότητες

• Οι θερμικές ιδιότητες των κεραμικών προϊόντων ποικίλουν ανάλογα με την πυκνότητά τους, που κυμαίνεται μεταξύ 800 – 2200 kg/m. Στους διάτρητους οπτόπλινθους εξαρτώνται επίσης από το σχήμα και τη δομή των οπών τους. Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας των πορωδών θερμομονωτικών οπτόπλινθων είναι λ = 0,26 W/(m·K) και η ειδική θερμοχωρητικότητά τους 1000 J/(kgK). Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας των οξύμαχων οπτόπλινθων (κλίνκερ) είναι λ = 1,80 W/(m·K) και η ειδική θερμοχωρητικότητά τους  900 J/(kgK), ενώ των συνηθισμένων οπτόπλινθων κυμαίνεται μεταξύ λ = 0,39 – 0,96 W/(m·K).

Σημαντική θερμική ιδιότητα των οπτόπλινθων είναι η χαμηλή ταχύτητα θερμοροής μέσα στη μάζα τους. Απορροφούν ή εκπέμπουν θερμότητα πιο αργά από τα άλλα υλικά δόμησης, με εξαίρεση τον πηλό. Η ιδιότητα αυτή είναι σημαντική για την εξισορρόπηση των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων στους εσωτερικούς χώρους και για την εξοικονόμηση ενέργειας θέρμανσης και ψύξης.

• Οι ηχομονωτικές ιδιότητες των οπτόπλινθων είναι ανάλογες των θερμικών τους ιδιοτήτων.
• Οι μηχανικές αντοχές των οπτόπλινθων εξαρτώνται από τη σύνθεση της πρώτης ύλης τους, την μορφοποίησή τους και την όπτηση. Οι τιμές τους επιτρέπουν την κατασκευή μέχρι και διώροφης φέρουσας οπτοπλινθοδομής,  στο σεισμικό περιβάλλον της Ελλάδας, υπό τον όρο αυστηρής τήρησης των σχετικών προδιαγραφών.

Περιβαλλοντικές ιδιότητες

• Η εμπεριεχόμενη ενέργεια των κεραμικών προϊόντων είναι χαμηλή. Οι αποστάσεις μεταφοράς της πρώτης ύλης στις κεραμουργίες, καθώς και έτοιμων προϊόντων στο εργοτάξιο, είναι συνήθως πολύ μικρές. Ενέργεια καταναλώνεται κυρίως κατά την όπτηση.
• Η πρώτη ύλη του πηλού είναι άφθονη. Προέρχεται από χώρους φυσικής συγκέντρωσης αργιλούχων χωμάτων. Απαιτείται η αποκατάσταση αυτών των χώρων, μετά την απόσπαση των αποθεμάτων πηλού.
• Η επανάχρηση των οπτόπλινθων είναι δυσχερής, εξαιτίας της πρόσφυσης υπολειμμάτων συνδετικού κονιάματος στην επιφάνειά τους. Συνήθως ξαναχρησιμοποιούνται οι συμπαγείς παλαιοί πλίνθοι, για λόγους αισθητικούς και συναισθηματικούς.

Τα προϊόντα κατεδάφισης οπτοπλινθοδομών χρησιμοποιούνται με τη μορφή κεραμικών θρυμμάτων στην οδοποιία καθώς και ως σκληρή επιφανειακή επίστρωση πεζοδρόμων, γηπέδων και κήπων.  

Η ανακύκλωση των καθαρών υπολειμμάτων κεραμουργίας είναι άμεση. Μετατρέπονται σε κεραμάλευρο και προστίθενται στην πρώτη ύλη παραγωγής νέων κεραμικών ειδών.

• Τα προϊόντα της κεραμουργίας είναι «καθαρά», φτιαγμένα από χώμα, νερό και φωτιά, με εξαίρεση αυτά που περιέχουν στη δομή τους επιβλαβή συνθετικά υλικά.

Κατά την όπτηση των κεραμικών προϊόντων εκπέμπονται διοξείδιο του θείου και υδροφθόριο, επιβλαβή για τη βλάστηση των γύρω περιοχών. Οι εκπομπές είναι εξαιρετικά επικίνδυνες (π.χ. βενζόλιο), ιδιαίτερα όταν ο πηλός περιέχει συνθετικά υλικά για την αύξηση του πορώδους της μάζας του. Στις σύγχρονες κεραμοποιίες πρέπει να τοποθετούνται ειδικά φίλτρα, να γίνεται έλεγχος και επεξεργασία των αέριων εκπομπών και να χρησιμοποιούνται κατάλληλοι καταλύτες.