Состояние и развитие рынка материалов для облицовочных работ

     1. СОСТОЯНИЕ И РАЗВИТИЕ РЫНКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ РАБОТ 
 

     1.1. Этапы развития производства облицовочных материалов 
 

     Керамическими изделиями или керамикой называют изделия, изготовленные из пластических глинистых материалов с  минеральными добавками, получившие после обжига водостойкость и огнестойкость [16].

     В настоящее время понятие «керамика» значительно расширилось и объединяет все изделия, изготовленные путем  формования и последующего обжига из минеральных веществ или их смесей, включая массы, не содержащие добавки глины.

     Первые  керамические изделия были получены более десяти тысяч лет назад. Это были плетеные или деревянные сосуды, для огнеупорности обмазанные глиной. Вначале изделия не глазуровались, позднее научились получать прозрачные глазури [17].

     История культуры керамики для облицовки  стен и покрытия полов уходит корнями  в античный мир.

     Так, еще в Древнем Египте необработанные стены украшали внутри или снаружи глазурованным кирпичом или плиткой. В дельте Нила найдена стеновая плитка, служившая украшением дворца Рамзеса III, изображения людей и зверей покрыты бирюзовой глазурью.

     Древняя Греция славилась замечательными изделиями  из терракоты – желто-красной  обожженной глины, не покрытой глазурью. Из Греции производство керамики перешло  в Италию и другие страны Европы [16].

     В нашей стране производство керамики было известно также с древности. Изделия, обнаруженные в раскопках  близ Керчи, относятся к VI в н. э. Старейшими центрами керамического производства являются Гжельский район Московской области

     Истоки  русского изразцового искусства  следует искать в X-XI веках в древнем Киеве, Рязани и Владимире. Именно в этих городах при археологических раскопках были найдены первые русские керамические изделия, покрытые прозрачными многоцветными глазурями [11].

     Первыми прототипами керамической плитки являются изразцы – терракотовые или красные, которые не полировались и выглядели просто как обожженная глина. Декоративным элементом на них выступал рельеф в виде стилизованных цветов, переплетающихся побегов и стеблей, мифических животных.

     Сначала такие изразцы использовались для  украшения фасадов храмов, и если сверху наносилась побелка, то они становились  похожи на резной белый камень, который  был в то время самым распространенным элементом наружного декора.

     Во  второй половине XVIII века появляются ковровые изразцы: сюжеты заключались в обрамления, которые, соединяясь с рамками соседних изразцов, образовывали на печном зеркале композицию коврового характера.

     XIX век не внес ничего нового в историю изразцового искусства. В связи с тем, что изразцы стали требоваться в массовых количествах, их производство удешевилось за счет того, что мастера перешли на одноцветную синюю роспись по белому фону. В конце века роспись совсем приобретает упрощенный характер, а вскоре остается только узкая полоска, обрисовывающая  контур.

       Так заканчивается история русского  изразца. Возникнув в древности  искусство облицовочной керамики  достигло апогея во второй  половине XVIII века и перешло в цеха предприятий керамической промышленности века XIX. Фабричная продукция тех лет не достигала того технического уровня и обаяния, которыми отличались произведения народных мастеров.

     Отечественное керамическое производство, как отрасль  промышленности, сложилось к концу  XIX века. К этому времени в России работали десятки относительно крупных фарфоровых и фаянсовых заводов, выпускающих в основном посудный ассортимент, и много мелких производств, специализирующихся на  изготовлении керамики для строительства. Как всегда, количество и распределение заводов зависело от наличия сырьевой базы и традиционных промыслов [17].

     В советский период о дизайне облицовочных керамических материалов мало кто задумывался, поскольку строительной отрасли требовались миллионы квадратных метров плитки стандартного размера 15*15 см для только что построенных домов, поликлиник, школ, станций метро. Плитка, далеко не лучшего качества, поступавшая в торговлю продавалась подчистую вместе с боем и браком. 
 

       1.2. Современное состояние производства керамической плитки 
 

     Сегодня уже можно сказать, что советский этап производства керамической плитки в России закончился, и всех производителей можно условно разделить на три группы:

     - Первая группа - заводы, работающие  без модернизации производственных  мощностей и выпускающие в  основном дешевую плитку низкого качества и скучного дизайна. Основной потребитель – малобюджетное строительство.

     - Вторая группа - частично или полностью  обновившие оборудование заводы, которые производят дешевую плитку  среднего качества чаще из  отечественного сырья. На таких предприятиях стоят импортные линии, но нет полного ассортимента (могут выпускать только фоновую плитку без бордюров или декоров, или не выпускают напольную). К этой группе можно отнести завод «Катуар» в Подмосковье, Экспериментально-керамический завод в Подрезково, заводы в Екатеринбурге и Старом Осколе.

     - Третья группа – включает предприятия,  полностью работающие на современном  оборудовании и имеющие полный  цикл производства. Дизайн закупают  в Италии или Испании, иногда  там же приобретают красители. Плитка, по сравнению с зарубежными аналогами, недорогая, хорошего качества, конкурентоспособная.  Такую продукцию предлагают заводы «Велор» (г. Орел) и «Сокол» (г. Дедовск).

     Законодателями  моды в мире керамических облицовочных материалов являются Испания и Италия, не отстают от них Германия и Турция. Это связано с тем, что керамическое производство в этих странах имеет определенную специализацию [12].

     Например, есть фабрики, занимающиеся только бордюрами, причем производят не сами бордюры, а только наносят рисунок на керамические заготовки. Есть фабрики, которые только разрабатывают дизайн (рисунок) и продают его производителям. Дизайны именно таких предприятий покупают итальянские, испанские и российские керамисты, поэтому ошибаются те, кто считает, что дизайн нашей плитки уступает итальянскому.

     В настоящее время существуют сотни  видов силикатных материалов, применяемых в строительстве. Их повсеместное распространение связано с тем, что основа для производства – природные материалы, содержащие оксиды кремния и алюминия, по содержанию в земной коре не уступают ни одному другому оксиду. Cырьевые ресурсы для производства керамики неисчерпаемы [17].

       Конечный химический состав керамики, ее поликристаллическая структура  определяют свойства, отвечающие требованиям, предъявляемым к материалам для строительства и почти всех отраслей промышленности.

     Не  меняя сути технологии производства этих материалов,  в современных условиях применяют более эффективные  производительные и дешевые методы подготовки сырья, формования и обжига. Совершенствование и создание новых видов оборудования способствовало превращению процесса изготовления керамики в современное, быстроразвивающееся и высокотехнологичное производство [18].

     За  XX век технология керамики обогатилась такими высокоэффективными приемами, как изостатическое формование, позволяющее достичь высокой однородности керамических изделий и устранить стадию сушки; литье под давлением, в несколько раз ускоряющее набор массы в формах; а также высокоскоростной обжиг керамики, в том числе в щелевых конвейерных печах, в которых сейчас обжигается большая часть строительной и бытовой керамики.

     Применение  компьютеров на многих участках производства позволяет добиться нового уровня технологии производства в цехах предприятий [13].

       Так, например, процесс формовки  плитки осуществляется с помощью  контролируемого компьютером пресса. Компьютер также используется  при слежении за процессом  обжига.

     С помощью автоматических оптических инструментов проверяются линейные размеры, шероховатость поверхности и ровность краев плитки.

     Прогресс  в выпуске новых видов традиционной керамики достигнут в связи с  опережающим развитием техники  и материалов, предназначенных для  глазурования и нанесения красок.

     Российский  рынок керамической плитки начал последовательно формироваться  в 1996-1997 годах. Тогда покупатели могли классифицировать плитку только как отечественную, итальянскую, испанскую или чешскую, не вдаваясь в подробности дизайна, качества и цены [26].

     Согласно  таможенной статистике и данным Госкомстата по итогам 2002 года, доля отечественных производителей на российском рынке облицовочной плитки – 66 %, белорусского ОАО «Керамин» - 14 %, а остальные 20 % делят между собой коллеги из дальнего зарубежья (рис. 1.1). 

     Рис. 1.1. Производители облицовочной керамики  

     Если  представить зарубежных производителей в порядке убывания, то получим следующие данные (рис. 1.2): 29,2 % импорта идет из Испании, 25,4 % - из Италии, 13,7 % - из Польши. На дою Китая, Словакии, Турции приходится по 5 %, на Германию около 2,2 %. Такие страны, как Франция, Великобритания, Иран и др., не переступают однопроцентного рубежа, поэтому их объединяют: 5,5 % от доли импорта.

Рис. 1.2. Страны, импортирующие керамическую плитку на российский рынок 

     Италия, законодатель моды на плитку последние 100 лет, комплектует оборудованием 95 % всех мировых производителей этого  продукта.

     Более 350 фабрик и десятки дизайнерских мастерских работают на весь мир в  местности под названием Modena. Каждый год в начале октября эти предприятия соревнуются на крупнейшей итальянской международной выставке Cersaie в Болонье. Новинки данной выставки попадают в российские салоны и магазины к февралю-апрелю следующего года.

     Широкомасштабное  производство облицовочной плитки в Испании началось 50-60 лет назад. Позаимствовав у итальянцев технологии и оборудование, испанские фабрики стали лидировать на мировом рынке по объемам импорта.

     Центром керамического производства в Испании  стала местность Castellon, где расположено около 350 фабрик, представляющих свои достижения на испанской международной выставке Cevisama, проходящей в Валенсии в конце февраля - начале марта.

       Вслед за изменениями пристрастий  покупателей, отечественному производителю  пришлось модернизировать производство, устанавливать импортное оборудование (в основном итальянское Sacmi, ICF, Simec), использовать итальянские красители, сетки, привлекать квалифицированных зарубежных технологов.

     В качестве примера можно привести «Велор» (торговая марка «Керама», Орловская область), «Сокол» (г. Дедовск), Экспериментальный керамический завод в Подрезкове и «Лира Керамика» (Московская область).

     Основным  конкурентом в нише продукции  обновленных российских предприятий  является плитка из Восточной Европы, Польши и Чехии (Raco). Фабрики по производству керамики пять лет назад прошли стадию модернизации производства и теперь активно продают плитку на нашем рынке по розничным ценам ниже центрально-европейских (10-15 $ за 1 м²).

     Главным препятствием на пути широкого распространения в России немецкой) и английской плитки является высокая розничная цена (порядка 35 $ за 1 м²), интересные дизайнерские решения, применение дорогостоящих красителей и ручное декорирование.

     На  Дальнем Востоке России давно  появилась китайская плитка, которая  постепенно проникает на запад. Эта продукция характеризуется средним качеством, низкой розничной ценой (даже при высоких транспортных расходах стоит она порядка 10 $ за 1м²), разнообразием коллекций. В Европейской части России такая плитка встречается редко, однако есть тенденции к увеличению поставок в связи с модой на все восточное.

     Завершая обзор рынка современных керамических материалов, можно отметить, что, не смотря на высокую степень конкуренции со стороны импортных материалов, традиционные и недавно появившиеся на рынке российские керамические материалы с успехом находят свою нишу  и потребителя [18]. 
 
 

      1.3. Сырьевые ресурсы и технология производства 
 

     Сырьевые  материалы, применяемые в керамическом производстве, можно разделить на три группы: пластичные (главным образом, глинистые) материалы; непластичные материалы (отощающие и плавни); материалы для глазури и красители [9].

     Тип керамики и ее свойства определяются составом и структурой черепка и  глазури, которые в свою очередь зависят от обработки исходных сырьевых материалов и особенностей режимов обжига.

     В процессе обжига в результате сложных  физико-химических превращений компонентов  массы и глазурной шихты, формируется  структура керамического черепка  и глазури [1].

     Структура черепка неоднородна и состоит из кристаллической, стекловидной и газовой фаз.

     Кристаллическая фаза содержит частицы кварца, нерастворившегося в полевошпатном стекле, и каолинитовый остаток. Вместе с кристаллами муллита (3 Al₂O₃ * 2 SiO₂) они образуют каркас черепка изделия, сцементированный стеклом [17].

       Кристаллическая фаза и особенно  кристаллы муллита повышают прочность,  термостойкость и химическую  устойчивость черепка.

     Стекловидная  фаза образуется за счет полевого шпата, частично кварца и других компонентов. В количестве до 45-50 % она повышает прочность черепка, а при большем содержании снижает термостойкость, увеличивает хрупкость изделия. Эта фаза также способствует снижению водопоглощения.

     Газовая фаза (замкнутые и открытые поры) снижает механическую прочность, термическую и химическую устойчивость [1].

     Регулируя соотношения структурных элементов, можно создать керамическую массу  требуемого назначения [17].

       Рассмотрим свойства и характеристики сырьевых материалов.

     Глина — землистая масса, образовывающая с водой пластичное тесто, которое сохраняет свою форму после высыхания, а после обжига приобретает твердость камня. Самая чистая глина называется каолин и состоит в основном из минерала каолинита (Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O). Кроме него в состав других глинистых материалов входят различные примеси преимущественно в виде окислов металлов. Таким образом, в зависимости от вещественного состава глины подразделяются на мономинеральные (каолины) и полиминеральные.

     Глины являются одним из самых распространенных в природе видов минерального сырья, образующегося в процессе естественного выветривания (физического, химического и биологического) полевошпатных горных пород. При глубоком химическом воздействии воды, кислорода воздуха, углекислоты и других факторов, происходит процесс каолинизации с образованием нового вещества – каолинита [16].

     Из  химических элементов в глинистых  материалах присутствуют кислород, кремний, алюминий, суммарное содержание которых  достигает 80%, а также в заметных количествах – железо, кальций, магний, калий, натрий, титан [1].

     В смеси с водой и добавками  глины способны образовывать различные  по состоянию массы – от псевдотвердого тела до текучей жидкости, что позволяет  широко использовать указанное свойство в производстве керамических материалов различными способами формования.

     Месторождения высококачественных глин находятся  в Воронежской области, в Донбассе (Латнинское, Часовяровское), в Санкт-Петербургской  области (Боровичское), вблизи Москвы (Гжельское) и др. [16].

     Различные минеральные или органические природные и искусственные добавки вводятся в керамические массы с целью корректировки исходных свойств глинистых материалов и придания конечному продукту обжига необходимых, заранее предусмотренных эксплуатационно-технологических характеристик.

     В зависимости от назначения добавочные материалы можно подразделить на:

• отощающие
• порообразующие
• добавки против выцветов
• окрашивающие
• флюсующие (плавни)

     Добавки-отощители  – материалы, обладающие небольшой усадкой,  их используют для снижения излишней пластичности, из-за которой могут образовываться трещины при сушке и обжиге изделия. Отощители ускоряют и облегчают эти процессы, уменьшают отход и бой [17].

       Делятся на природные (естественные) и искусственные. К природным,  состоящим преимущественно из  диоксида кремния, относятся кварцевые добавки – пески, молотые песчаники, кварциты, кремни.

     В производстве облицовочных керамических плиток широкое применение также  находят специальные химически  стойкие, огнеупорные отощители  – тальковые, профиллитовые и  графитовые.

     К искусственным добавкам относят  шамот (обожженная высокоогнеупорная  глина), молотые топливные и металлургические шлаки, золы, отходы керамических производств.

     Порообразующие добавки вводятся в глинистые массы с целью получения облегченных керамических изделий с улучшенными теплофизическими свойствами, повышенными механическими характеристиками и морозостойкостью.

     Плавни (флюсы) образуют с глинистыми веществами при обжиге более легкоплавкие соединения, чем сама глина. Введение плавней в состав масс способствует снижению температуры спекания. Переходя в жидкое состояние, плавни частично растворяют глинистое вещество и кварц и одновременно с этим «склеивают» не растворившиеся в расплаве зерна этих компонентов, образующих в основном скелет керамического черепка.

     Сырьевые  материалы, не содержащие плавней, не могут  обеспечить получение качественного  обожженного изделия в связи  с полным отсутствием жидкой стеклофазы во втором периоде обжига – спекании.

     К собственно плавням относятся полевые  шпаты и полевошпатсодержащие горные породы, пемзы, перлиты, тальк и тальксодержащие горные породы, а к несобственно плавням – карбонатные породы (известняки, мел, мраморы) и кварцевые материалы (в случае использования высокотемпературного обжига).

     Наиболее  эффективными плавнями являются полевошпатные материалы, обладающие хорошим флюсующим действием [13].

     Все плавни должны содержать минимальное  количество окислов железа, которые  придают черепку серый цвет или  вызывают появление темных точек (дефект мушка) [16].

     Глазурь готовят из смеси песка, предварительно заготовленной стеклянной крошки, каолиновой глины,  пигментов на основе оксидов (для придания цвета). Для приготовления различных глазурей используются такие предварительно очищенные материалы, как глина, каолин, кварц, полевой шпат, мел, мрамор, селитра и т. д.

     По  физическим свойствам и химической природе глазурь – это силикатное стекло, относящееся к неопределенным химическим соединениям кремнезема с другими оксидами.

     Однако, в отличие от обычных стекол глазурь, нанесенная на материал, способна при плавлении образовывать контактный (промежуточный) слой, обеспечивающий плавный переход от наружной стекловидной пленки к спекшемуся черепку [1].

     Окраска глазурей осуществляется путем введения в них от 2 до 10% различных красящих оксидов (табл. 1.1).

     Таблица 1.1

     Оксиды, придающие цвет глазурям

     Глазури подразделяют на:

• прозрачные – не скрывающие цвета и фактуры поверхности керамического изделия;
• непрозрачные – глухие эмали, практически полностью отражающие световые лучи и таким образом скрывающие поверхность основы;
• люстровые – придающие поверхности изделий перламутровые оттенки.

     В состав прозрачных глазурей вводится ограниченное количество глинозема, оксида магния и борной кислоты.

     Непрозрачность  эмалей достигается введением в  их состав глушителей – оксида олова, металлической сурьмы, плавикового шпата, костяной золы и т. д., которые либо не расплавляются при обжиге глазурованного изделия и остаются в глазури в кристаллическом состоянии, либо обуславливают образование новых кристаллов в процессе затвердения глазурного покрытия.

     Матовые глазури получают тонкой кристаллизацией в процессе охлаждения расплава снижением температуры обжига химической шлифовкой – обработкой глазурованной поверхности парами плавиковой  (фтористоводородной) кислоты [12].

     Для получения белой эмали в нее  добавляют селитру (нитраты натрия и бария) и поваренную соль. Цветные эмали содержат в своем составе красящие пигменты – различные оксиды металлов (см. табл. 1.1).

     К глазурям, отличающимся художественной декоративностью, относят глазури:

• кракле – с поверхностной сеткой трещин;
• восстановительного пламени – с металлическим блеском;
• самосветящиеся;
• потечные – струйчатые с разноцветным «разливом»;
• кристаллические – пересыщенного состава, из которого при охлаждении выделяются красивые кристаллы.

     Для раскрашивания керамических плиток используются специальные керамические краски, представляющие собой оксиды металлов, которые при обжиге приплавляются к поверхности изделий. В состав таких красок входят и легкоплавкие стекла (флюсы), способствующие лучшему сцеплению краски с черепком [17].

     Надглазурные  краски – это краски «малого огня». В состав их входят жаростойкие керамические пигменты – оксиды кобальта, хрома, меди, редкоземельных металлов и др. Надглазурные краски яркие, блестящие, разнообразных цветов, но менее устойчивы  к механическим и химическим воздействиям [16].

     Ассортимент надглазурных красок более разнообразен.

     Универсальным флюсом почти для всех надглазурных красок  является плавень, состоящий  из свинцового сурика (Pb₃O₄), кварца и борной кислоты,  взятых в определенной пропорции.

     В состав подглазурных красок – красок «большого огня» - входят тугоплавкие  пигменты в смеси с глазурями  и (иногда) добавками жирной глины, полевого шпата, которые повышают вязкость массы  и способствуют лучшему согласованию керамической краски с глазурью и материалом изделия.

     Для подглазурного декорирования используют краски-растворы, представляющие собой  растворы солей марганца, хрома, железа, никеля. Получаемая окраска отличается   нежными тонами и повышенным блеском  [17].

       Краски «большого огня» считаются  более долговечными, и по этой причине подглазурное раскрашивание стало применяться шире.

       Ассортимент производимых  керамических плиток для покрытия полов и облицовки стен очень велик и в первую очередь зависит от производственного процесса и технологии изготовления [12].

     Технологическая схема (рис.1.1) предусматривает следующие  основные фазы: