Властивості глинистих матеріалів

Основні сировинні матеріали, що застосовуються в керамічній промисловості

Сировину для виробництва будівельної кераміки поділяють на пластичну й непластичну.

До пластичної сировини відносять глинисті породи, які забезпечують одержання зв’язної, зручної до формування маси і міцного водостійкого черепка після випалювання.

Пластичні матеріали – природні матеріали, які в вологому стані здатні приймати під впливом зовнішнього впливу бажану форму і зберігати її після сушки та випалу. До цієї групи відносяться глинисті матеріали: каоліни та глини.

Згідно ГОСТ 9169 – 75 глиниста сировина класифікується по:

• вмісту Аl ₂ O ₃;
• водорозчинних солей;
• кварцу (SiO ₂);
• барвникових оксидів (Fe ₂ O ₃ + TiO ₂);
• по пластичності;
• по вогнетривкості;
• по спіканню тощо.

Основні властивості глин, від яких залежить технологічний процес виготовлення матеріалів, які містять глинисту речовину, можуть бути об’єднані в чотири основні групи: водні, механічні, сушильні та термічні (випалові).

1.Водні властивості глини. Глина в воді розмокає. При розмоканні вода, проникаючи в пори між частинками глини, розклинює їх. Агреговані частинки розпадаються на більш дрібні зерна або елементарні частинки глинистих мінералів з утворенням полідисперсної системи. Одночасно глинисті частинки починають всмоктувати воду. При цьому частинки набухають, збільшуються в об’ємі.

2.Механічні властивості глинистих речовин проявляються під впливом на них зовнішніх зусиль. Головним з них є пластичність. Під пластичністю глин розуміють їх здатність давати при замішуванні з водою тісто, яке може приймати під впливом зовнішнього впливу любу форму без появи тріщин та розривів і зберігати її після зняття цього впливу.

Пластичність глин по ГОСТ 21216.1 – 81 визначається числом пластичності (П). За числом пластич-ності глинисті матеріали поділяються на:

• Високо пластичні (П > 25).
• Середньо пластичні (П > 15 до 25).
• Помірно пластичні (П > 7 до 15).
• Непластичні (П > 3 до 7).

3.Сушильні властивості глинистих речовин відображають зміни, які проходять в глині при її сушці:

· Повітряне зсідання.

· Чутливість глин до сушки.

· Вологопровідність.

Повітряним зсіданням глин називається зменшення лінійних розмірів глиняного сирцю при його сушці. Відносна повітряна усадка глин коливається в межах 2 – 8 %.

4.Термічні (випалові) властивості глинистих речовин проявляється в процесі нагріву (випалу) глини при високих температурах. Найважливішими з них є:

· Вогнетривкість.

· Вогневе зсідання.

· Здатність до спікання.

Вогнетривкістю називається властивість керамічних матеріалів і виробів протистояти впливу висо-ких температур, не розплавляючись. В залежності від вогнетривкості глини поділяють на:

· Вогнетривкі (t > 1580 ⁰ С).

· Тугоплавкі (1580 ⁰ С – 135 ⁰ 0С).

· Легкоплавкі (t < 1350 ⁰ C).

Під вогневим зсіданням розуміють зміни лінійних розмірів повітряно – сухого зразку під впли-вом фізико – хімічних процесів, які супроводжують випал.

Здатність до спікання глин характеризує їх здатність при випалу ущільнюватися з утворенням твердого каменеподібного черепку. В залежності від ступеню спікання глини поділяють на:

· Не сильноспечені (В не > 2%).

· Середньоспечені (В від 2 до 5%).

· Не спікаючі (В > 5%).

Згідно ГОСТ здатність до спікання характеризується як їх здатність давати без ознак перепалу кера-мічний черепок з водовбирністю менше 5%. Водовбирність (водопоглинання) «В» - здатність матеріалу всмоктувати та утримувати в своїх порах воду – характеризується відношенням, %, маси води яка поглину-та випаленим зразком повністю зануреним в воду, до маси того ж зразку висушеного до постійної маси.

Непластична сировина – це добавки, які покращують технологічні властивості формувальної суміші (полегшують сушіння, зменшують усадку, знижують температуру випалювання) і надають готовим виро-бам потрібних властивостей (пористості, теплопровідності, кольору тощо).

• Спіснювальні добавки вводять у керамічну масу, щоб знизити пластичність і зменшити повітряну й вогневу усадки за рахунок меншої водопотреби формувальної маси. Для цього використовують шамот, дегідратовану глину, кварцовий пісок, гранульований шлак, золу ТЕС. Шамот – це зернис-тий порошок із зернами 0,16 - 2,5 мм, який отримують подрібненням попередньо випаленої до спі-кання глини. Шамот поліпшує сушильні властивості глин.
• Плавні знижують температуру випалювання і спікання глини, підвищують щільність виробів. Як плавні використовують польові шпати, залізну руду, доломіт тощо. Вони здатні утворювати з SiO ₂ та Al ₂ O ₃ більш легкоплавкі силікатні розплави.
• Пористоутворюючи добавки вводять у сировинну масу для одержання легких керамічних виробів. Такими добавками є магнезит, крейда, доломіт, які під час випалювання виділяють СО ₂.
• Вигоряючі добавки – тирса, відходи вуглезбагачувальних фабрик, золи ТЕС, лігнін, подрібнене буре вугілля.

• Пластифікуючи добавки сприяють підвищенню пластичності маси й поліпшенню її здатності до формування при отриманні виробів. До них належать високопластичні глини, бентоніти, а також поверхнево-активні речовини (ПАР) типу лігносульфонату технічного (ЛСТ).

Матеріали для декорування ( полива, ангоби, керамічні фарби )

Полива – це склоподібне покриття завтовшки 0,1…0,2 мм, яке наносять на поверхню керамічного виробу і закріплюють випалюванням. Крім підвищення декоративних властивостей, полива знижує водо-проникливість, підвищує міцність та атмосферостійкість керамічних виробів. Основні компоненти поливи: кварц, польовий шпат, каолін, солі лужних та лужноземельних металів. Поливу наносять методами занурення, поливання або пульверизацією на попередньо випалені вироби у вигляді водної суспензії. При випалюванні тверда речовина поливи розплавляється у вигляді тонкої плівки.

Ангоб виготовляють з білої або кольорової глини. Ангоб при випалюванні не розплавляється і надає виробу матової поверхні.

Керамічні фарби – це забарвлені мінеральні сполуки металів із керамічними масами і поливами, утворені у процесі випаювання. Барвниками в них є природні або штучні пігменти (наприклад, графіт – сірий, оксид заліза – коричневий, оксид хрому – зелений).

Література

[1] стор. 235 – 252.

[2] стор. 276 - 287

Дата добавления: 2014-01-07