Процесс изготовления канализационных труб на основе керамики осуществляется с использованием тугоплавкой глины, а их формирование становится возможным за счет функциональности экструдера. В дальнейшем изделия попадают в печь, температура в которой может достигать 1300 °C. Далее с помощью глиняной глазури обрабатывается внутренняя поверхность цилиндрических конструкций. На последнем этапе трубы помещаются в сушильную камеру, где при температуре 80 °C они превращаются в готовые изделия.
Процесс производства
Керамические трубы для канализации создаются по такой же технологии, как и любая другая продукция из этого материала:
- глина очищается от посторонних примесей и крупных камней;
- происходит ее измельчение с последующей подсушкой;
- сырье добавляется в шамот, наливается небольшое количество воды, затем все перемешивается;
- полученная смесь распределяется по формам;
- продукция помещается в сушильную камеру;
- производится обработка глазурью;
- все детали отправляются на обжиг, температура которого может достигать 1300 °C.
Керамические трубы: требования ГОСТ
Скачать оригинал ГОСТа. Краткая выдержка представлена ниже.
Канализационная продукция из керамики выпускается с соблюдением норм, закрепленных государственным стандартом 286-82:
- толщина стенок – от 20 до 40 мм;
- длина одного отрезка в виде готового изделия – от 1000 до 1500 мм;
- внутренний диаметр – от 100 до 600 мм с соблюдением шага сортамента в 50 мм;
- параметры раструба – сечение от 224 до 734 мм и глубина от 60 до 70 мм;
- кривизна изделия – несколько миллиметров в зависимости от внутреннего диаметра;
- овальность ствола и раструба – не больше имеющихся значений максимального отклонения от сечения трубы и ее размера;
- допустимое превышение конусности воронкообразного расширения – не более 8 мм в зависимости от внутреннего диаметра;
- отклонение от прямолинейности – в пределах 11 мм на каждый метр изделия при сечении от 150 до 200 мм и 9 мм – от 300 до 600 мм.
Конец трубы и внутренняя часть расширения должны иметь нарезку в виде 5 канавок, что является минимально допустимым количеством, глубиной от 2 мм.
Наряду с перечисленными требованиями ГОСТа существует обязательность соответствия внешнего вида изделия определенным критериям, регламентирующим отсутствие:
- свободных от глазури частей поверхности трубы с возможностью их наличия на внутренней стенке в пределах 1% и на внешней – 5%;
- трещин, определяемых как несквозные, шириной более 1 мм на поверхности плечика раструба;
- включений в виде отдельных выплавок и посторонних частиц;
- трещин в торцевой части вне зависимости от того, сквозные они или нет;
- каких-либо вздутий на внутренней стороне изделия;
- отбитостей по краям расширения в виде воронки и на торцевой части цилиндрической конструкции.
Диаметр керамических труб
| Диаметр (мм) | Длина (м) | Вес (кг/м.п.) |
|---|---|---|
| 100 | 1,25 | 15 |
| 150 | 1,5 | 24 |
| 200 | 1,5 и 2,0 | 37 |
| 250 | 2,0 | 53 |
| 300 | 2,0 | 65 |
| 350 | 2,0 | 80 |
| 400 | 2,0 и 2,5 | 100 |
| 450 | 2,0 | 141 |
| 500 | 2,0 и 2,5 | 160 |
| 600 | 2,0 и 2,5 | 225 |
| 700 | 2,0 | 468 |
| 800 | 2,0 | 548 |
Физические свойства
Керамика обладает множеством достоинств, что делает продукцию из этого материала привлекательной для обустройства канализации.
Износостойкость
Керамика выигрывает на фоне заводских конструкций из металла в плане способности оказывать сопротивление изнашиванию.
Герметичность
Обработка глины высокими температурами приводит к ее спеканию. В результате готовое изделие становится довольно герметичным. Это связано с определенными характеристиками сырья, который под воздействием температуры 1100-1150 °C снижает свою пористость до минимальных значений.
Прочность
Большая часть наружных трубопроводов прокладывается в грунте, что обусловливает наличие повышенных механических нагрузок. Обычно такие воздействия сглаживаются путем оптимального проектирования и монтажа с учетом обозначенного нюанса. Этот подход разумен, но он не может полностью исключить проблему, если материал, используемый для изготовления труб, окажется относительно хрупким.
Керамические канализационные конструкции исключают вероятность их повреждения за счет механического воздействия, оказываемого грунтом. Твердость используемого материала и его устойчивость к нагрузкам такого вида позволяют надеяться, что с течением времени изготовленные из керамики трубы не пойдут трещинами, а также не подвергнуться излому и овализации.
Водонепроницаемость
Герметичность керамики доказана, что подтверждает и ее водонепроницаемость. Поэтому керамические изделия, включая места соединения, надежно удерживают жидкость внутри инженерного сооружения из труб. Способность стыков не пропускать воду обеспечивают полиуретановые уплотнители, представляющие собой эластичные муфты, установка которых осуществляется промышленным способом. Именно этот факт в большей мере гарантирует герметизацию стыков.
Быстрота очищения
Отсутствие на стенках труб шероховатостей как таковых обеспечивает высокую скорость перемещения раствора, что в свою очередь исключает вероятность появления засоров и отложения осадков.
Химические характеристики
Единственное, что может привести к разрушению керамики, – это фтористоводородная кислота. В остальном же кислые растворы не оказывают негативного воздействия на этот материал. Керамика успешно противостоит:
- канализационным водам в виде сбросов с объектов гражданского, промышленного и сельскохозяйственного назначений;
- растворам щелочей и средствам бытовой химии;
- нефти и нефтепродуктам малой концентрации, использующимся в домашних и промышленных системах отопления;
- газам.
Химическая сопротивляемость керамики воздействию агрессивных сред составляет в пределах pH от 0 до 14.
Когда необходимо устанавливать керамические трубы
Частое использование моющих средств может привести к тому, что придется задуматься об установке изделий из керамики для системы внутреннего водоотведения. Такой подход является оптимальным, так как эмаль подобных труб, нанесенная на их внутреннюю поверхность, успешно противостоит агрессивным веществам, попадающим в стоки канализации, вне зависимости от их концентрации.
Что касается наружного водоотведения, то здесь также оправдана установка керамических труб. В почве содержится достаточная концентрация веществ, отличающихся химической активностью, которые способны спровоцировать выход трубопровода, выполненного из привычных материалов, из строя. При этом керамические конструкции обладают более низкой стоимостью за погонный метр по сравнению с подобными изделиями из чугуна или бетона.
Резка керамических труб
Угловые шлифмашины с алмазными дисками и по камню – это инструменты, с помощью которых можно произвести нарезку керамических изделий. В то же время существуют еще и специальные устройства в виде труборезов, ориентированных на работу именно с керамической продукцией диаметром от 50 до 150 мм. Хотя также встречаются модели, оснащенные длинной цепью, которые способны резать изделия сечением до 300 мм.
На практике все происходит следующим образом:
- производится крепление цепи на трубе по ее окружности;
- включается труборез и наращиваются обороты, что в итоге приводит к уплотнению изделия, состоящего из звеньев, с врезанием в керамику режущих элементов;
- при достижении соответствующего давления конструкция разрушается в месте установки цепи.
Нюансы монтажа
Обустройство керамической канализации должно предварительно сопровождаться выбором соответствующих труб. Необходимо с особой тщательностью проверять торцы изделий на предмет отсутствия трещин и сколов.
Сборка керамического сооружения из труб должна производиться с соблюдением определенного уклона всей системы в ту сторону, где находится накопитель или центральная канализация. Важно соблюдать правило монтажа, гласящее, что раструбы цилиндрических изделий должны быть размещены против направления движения стоков.
Если предполагается обустройство канализации или системы по отведению воды, стыки раструбов можно герметизировать с помощью пеньки, битумированных или смоляных волокон. При этом сверху устанавливается замок из обычного раствора цемента, асбестоцемента или асфальтовой мастики.
Для заполнения расширения одним из упомянутых выше составов применяется специально предназначенная для этого обойма из металла, которая устанавливается в раструб.
При монтаже цилиндрических изделий в воронкообразном расширении необходимо оставить промежуток в пределах 5-6 мм, если сечение конструкции не превышает 300 мм, и 8-9 мм в случае использования труб большего диаметра.
Упростить сборку коллектора из керамики можно путем применения звеньев, состоящих из 2-5 труб. Укладка изделий диаметром от 150 до 250 мм производится собственными силами, а для монтажа продукции большего размера используется спецтехника.
Работы по обустройству керамической магистрали должны проводиться исключительно так, как это отражено в проектной документации. Несоблюдение подобного положения способно привести к невозможности эксплуатации системы канализации.
Канализационные керамические трубы: основные свойства, производство и монтаж
Керамические трубы для канализации применялись задолго до изобретения электричества и парового двигателя – сложнейшие системы отвода дождевой воды и бытовых стоков, выполненные из обожжённой глины, обслуживали и Древний Рим, и Вавилон, и, скорее всего, куда более древние мегаполисы. В настоящее же время керамика вполне успешно конкурирует с такими материалами, как пластмасса чугун. Ведь, как оказалось, последние обладают куда меньшей выносливостью по отношению к целому ряду агрессивных факторов эксплуатации наружных канализационных систем.
Керамические трубы применяются в канализационных системах очень давно
Достоинства керамических трубопроводов
Главным критерием выбора керамики при прокладке безнапорных сетей водоотведения и канализации является её высокая рентабельность. Простота изготовления, более чем 100-летний срок службы, а также низкие расходы на техническое обслуживание и ремонт трубопроводных систем обеспечивают материалу весьма высокий спрос среди потребителей.
К основным достоинствам керамических трубопроводов относят:
- малую шероховатость внутренней поверхности. Низкие показатели внутренней шероховатости керамических труб обеспечивают высокую скорость потока. Это исключает задержку осадка на стенках и способствует беспрепятственному устранению заторов;
- высокую механическую прочность;
- устойчивость к перепадам температуры;
- химическую инертность. Внутреннее и внешнее покрытие керамических труб (специальная глазурь), конструкция стыков и материалы уплотнителей обеспечивают устойчивость к воздействию кислотных и щелочных сред с уровнем рН=0-14, а также абразивному износу;
- экологичность. Изготовление керамических труб происходит при температурах до 1200ºС, что минимизирует пористость материала. Это обеспечивает надёжную защиту окружающей среды от контакта с содержимым канализации.
Как правило, канализационные сети прокладываются в грунте, где подвергаются значительным статическим и динамическим нагрузкам. Обладая высокой твёрдостью и устойчивостью к механическому воздействию, керамика обеспечивает неизменность геометрии трубопровода и исключает появление трещин или изломов в процессе эксплуатации.
Свойства керамических труб позволяют эксплуатировать их очень долгий срок
В отличие от пластика и чугуна керамика не подвержена воздействию резких температурных перепадов. Это гарантирует целостность и непроницаемость керамических канализационных труб независимо от показателей температуры внешней или внутренней сред.
Интересный факт! Благодаря исключительным качествам трубы из керамики имеют практически неограниченную область применения, которая охватывает как хозяйственно-бытовую, так и промышленную и сельскохозяйственную сферы.
Недостатки керамической канализации
Преимущества, которые керамика демонстрирует в сравнении с металлом и пластмассой, не позволяют игнорировать её минусы. К таковым относятся:
- хрупкость;
- неустойчивость к отрицательным температурам;
- сложность «холодной» обработки;
- большой удельный вес;
- сложность транспортировки и монтажа;
- высокая стоимость при малых масштабах строительства водоотводящих и канализационных сетей.
Несмотря на высокую механическую прочность и устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам керамика является весьма хрупким материалом. Удары, резкие перепады внутреннего или внешнего давления, механическое напряжение в процессе монтажа вполне способны привести к разрушению трубы. Существенным недостатком материала является его неустойчивость к отрицательным температурам. Вследствие этого керамические трубы не используются в регионах с суровым климатом.
Чтобы разрезать и соединять керамические трубы, необходимо специальное оборудование
Весит керамика немногим меньше чугуна. При этом она сложна в транспортировке и складировании. Что касается монтажа, для сохранения целостности труб, их правильной подгонки и состыковки требуется наличие специального оборудования, а также подложки, исключающей продавливание почвы под весом элементов канализационной сети.
Полезная информация! Элементы керамических трубопроводов имеют небольшую длину, что увеличивает количество соединений и усложняет их герметизацию. Таким образом, применение керамики нецелесообразно при частном жилищном строительстве – куда выгоднее использовать её для прокладки производственных инженерных сетей.
Особенности производства
Трубы керамические канализационные производятся по технологии, аналогичной клинкерной – основу её составляет высокотемпературный обжиг исходного материала. В качестве последнего применяется сырьевая или шамотная глина. Глазурь, которой покрываются внутренние стенки и внешняя поверхность изделий, изготавливаются из смеси глины, суглинка, полевого шпата, доломита и кварца. Также для придания ей определённого цвета используются окислы различных металлов и термостойкие красители.
Процесс производства керамической трубы можно условно разделить на 5 этапов:
- переработка и подготовка исходного сырья. Предварительно очищенное сырьё с огнеупорной технологической примесью – каолином – измельчается до порошкообразного состояния. В смесь добавляется вода, в результате чего образуется паста, консистенцией напоминающая пластилин;
- уплотнение формовочной массы с вакууммированием. Подготовленная масса уплотняется при помощи специального пресса (глиномялки), после чего в вакуумной камере из неё удаляются остатки воздуха;
- формовка изделия. Уплотнённая глина подаётся в экструдер (формовочную машину с профилирующими головками), где вначале формируется раструб, а затем тело трубы. На выходе из экструдера с помощью стальной струны осуществляется обрезка трубы по заданной длине;
- сушка и глазурирование. После экструзии трубы обретают форму, однако их твёрдости достаточно лишь для того, чтобы не деформироваться под собственным весом. На этом этапе производства изделия подаются в сушильную камеру, где под температурой около 80ºС из глины выводятся остатки влаги. После сушки трубы обретают механическую жёсткость и подвергаются глазурированию в специальных ваннах;
- обжиг. Подготовленные изделия обжигаются в печах туннельного или периодического типа с рабочей температурой 1250ºC.
Процесс обжига занимает около двух суток, на протяжении которых микрочастицы глины спекаются в монолит, а глазурь оплавляется.
Производство керамических труб — трудоемкий и длительный процесс
На выходе технологического процесса получается материал, консистенция которого аналогична искусственному камню, а покрытие своими качествами напоминает прочное стекло.
Интересный факт! Готовая керамическая труба обладает практически нулевым коэффициентом водопоглощения.
Нормативные требования к керамическим трубопроводам
Производство канализационных труб из керамики осуществляется в соответствии с положениями ГОСТ 286-82. Готовые изделия должны отвечать следующим нормам:
- внутренний диаметр изделий находится в пределах 100-600 мм, сортамент выполняется с шагом в 50 мм;
- толщина стенок готового изделия составляет 19-41 мм;
- длина отдельного участка трубы лежит в диапазоне 1000-1500 мм;
- соединительный раструб производится глубиной 60-70 мм и диаметром 224-734 мм;
- допуск кривизны трубы составляет несколько мм, его значение определяется внутренним диаметром;
- овальность ствола и раструба не превышает значения предельного отклонения от размера и диаметра трубы;
- конусность раструба по внутреннему диаметру не превышает 8 мм;
- отклонение от прямолинейности трубы на 1 м длины ствола не превышает 11 мм (при диаметре 150-200 мм), 9 мм (диаметр 300-600 мм).
На наружной стороне конца ствола и на внутренней поверхности раструба выполняется нарезка из минимум 5 канавок глубиной от 2 мм.
Внешний вид керамических труб тоже имеет большое значение
Соединение готовых изделий осуществляется с помощью соединительных раструбов или муфт.
Важно знать! После остывания трубы проходят испытание гидравлическим давлением 0,15 Мпа. При этом коэффициент водопоглощения труб должен составлять не более 8%, а показатели кислотоупорности – не менее 93%.
В готовом виде керамические трубы должны быть полностью герметичными. Также к керамическим трубам предъявляются требования ко внешнему виду, согласно которым не допускается наличие:
- не покрытых глазурью участков площадью более 1% на внутренней и более 5% на внешней поверхностях;
- сетеобразных посечек;
- несквозных трещин более 1 мм шириной на плечике раструба;
- сквозных и несквозных трещин на торцах трубы;
- отдельных выплавок и инородных поверхностных включений;
- вздутий на внутренней поверхности;
- отбитостей на торцах трубы и на рёбрах плечика раструба.
Технология монтажа
Канализация является безнапорной сетью. Поэтому в процессе укладки керамических труб огромное значение имеет соответствие проектным уклонам.
Важно знать! Непосредственно перед началом монтажа керамические элементы сети должны пройти установленную процедуру проверки качества и приёмки.
Прокладка трубопроводов из керамики осуществляется отдельными элементами или звеньями, содержащими от двух до пяти отрезков. Общая длина звена не должна превышать 8 м. Как правило укладка выполняется по проектному уклону снизу вверх. Монтаж должен начинаться со смотрового колодца, а трубы укладываются раструбами против течения стоков.
Монтаж керамического трубопровода производится по определенным правилам
Соединения трубопровода уплотняются пеньковыми, смоляными или битумными прядями, после чего на стыках обустраиваются замки из разогретой асфальтовой мастики, цементного раствора или асбестоцементной смеси. Окружность трубы должна быть овита прядью не менее двух раз, после чего её необходимо уплотнить безударным способом.
Одиночно трубы керамические для канализации монтируются на заранее подготовленной основе, причём монтаж всех последующих элементов трубопровода выполняется после надёжной фиксации первого. Прямолинейность оси в горизонтальной плоскости проверяется шнуром, а правильность уклона контролируется с помощью нивелира. Звеньями керамический трубопровод монтируется с целью ускорения процесса укладки в траншеях. При этом секции из 2-3 элементов диаметром до 250 мм устанавливаются вручную, а для звеньев большего диаметра применяется стреловой кран.