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.