Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Сырье, применяемое для производства строительной керамики



Строительную керамику получают из сырьевых смесей (шихт), содержащих глину.
Глинами называют осадочные горные породы, относящиеся к группе механических отложений, состоящие из глинных минералов (водных алюмосиликатов) и обладающие свойством пластичности. Основными химическими компонентами глин являются SiO2 (30-70 %), Al2O3 (10-40 %) и H2O (5-10 %). Кремнезем находится в глине в химически связанном и в свободном состоянии. Связанный SiO2 входит в состав глинных минералов, свободный - представлен кварцевым песком.
Глины могут также содержать TiO2, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, K2O, Na2O. Они образуются при выветривании горных пород, включающих полевые шпаты, и состоят из минералов, относящихся к группе водных алюмосиликатов - каолинита, монтмориллонита, гидрослюд, палыгорскита. Глины обычно содержат примеси, представленные обломками первичных пород, растительными остатками, а также карбонатами (кальцит) и сульфатами (гипс). По условиям образования глины подразделяют на первичные, образовавшиеся на месте выветривания горных пород, и вторичные, или отложные. Вторичные глины образуются отложением частиц, переносимых водными потоками, ледниками и ветром. Распространенным породообразующим минералом глин является каолинит Al2O3*2SiO2*2Н2O. Глина, состоящая преимущественно из каолинита, называется каолином. Каолинит и обогащенные каолины используются в производстве огнеупорной и тонкой керамики - фаянса и фарфора. В глинах преобладают частицы размером менее 0,01 мм, содержатся также пылевидные (до 0,15 мм) и песчаные частицы (0,15-5,00 мм). С увеличением содержания в горной породе грубодисперсных частиц происходит переход от глины к песку (табл. 3.1).
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

В производстве строительной керамики используются глины и суглинки. По ГОСТ 9169 по содержанию тонкодисперсных фракций глинистое сырье подразделяют на четыре группы (табл. 3.2).
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Грубодисперсные глины обычно содержат много примесей. Наиболее распространенной примесью в глинах является кварц, в виде песчаных частиц размером до 5 мм. Эти частицы понижают пластичность глин, но при этом уменьшаются деформации их при сушке и обжиге (воздушная и огневая усадка). Обломки первичных пород - слюды, полевые шпаты - понижают температуру спекания глин при обжиге, т. е. являются плавнями.
Карбонаты, например кальцит, магнезит и доломит являются вредными примесями. Разложение карбонатов при обжиге и выделение CO2 может привести к недопустимой деформации изделий (дутик). Если карбонаты в виде мелких частиц равномерно распределены в глине, то их разложение при обжиге приводит к повышению пористости керамики.
Оксид Fe2O3, сульфид FeS и гидрооксид железа окрашивают сырье и керамику в красный и коричневый цвет, содержание этих примесей в сырье может достигать 10 % массы горной породы.
Оксиды калия и натрия образуются путем диссоциации содержащихся в глине растворимых в воде солей, например карбонатов калия и натрия, а также в полевых шпатах и слюдах, их содержание в глине может достигать 6 % массы.
Органические примеси выгорают при обжиге, повышая пористость керамики, иногда они вызывают вспучивание изделий и образование в них черной сердцевины.
Технические свойства строительной керамики зависят от химического и минерального составов, дисперсности и физических свойств глин. К числу важных технологических свойств глин относятся следующие.
Пластичность - способность твердых тел или дисперсных систем необратимо изменять форму и размеры под действием напряжений, возникающих от внешних сил. Пластичность глин зависит от их влажности. При увлажнении вода адсорбируется на поверхности твердых частиц, облегчая их перемещение, и повышает пластичность. Расход воды выбирают так, чтобы получить смесь пригодную для формования. При производстве керамики способом пластического формования пластичность является одним из основных физических свойств формовочных смесей. Пластичность глин зависит от минерального состава, дисперсности (зернового состава), формы и характера поверхности твердых частиц, содержания растворимых в воде веществ, а также от содержания воды (В/Г).
Пластичность глин можно характеризовать количеством воды, необходимым для приготовления смеси, пригодной для формования пластическим способом, и величиной воздушной усадки, зависящей от В/Г. По пластичности глины подразделяются на высокопластичные, средней пластичности и малопластичные. Применение высокопластичных глин облегчает пластическую деформацию смеси при формовании изделий. Однако с повышением пластичности увеличиваются деформации при сушке сырья (воздушная усадка), что может привести к изменению формы и размеров изделий, образованию трещин. Поэтому пластичность формовочных смесей необходимо регулировать в зависимости от условий формования, формы и размеров изделий.
- Повышение пластичности смесей достигается следующими способами: Использованием высокопластичных глин (в том числе в качестве добавки в шихту);
- Обогащением глин, повышением содержания в них частиц размером менее 0,01 мм.
- Выветриванием - длительным (в течение нескольких месяцев) выдерживанием глины на открытом воздухе. При этом происходит разрушение крупных частиц при замораживании, растворение и вымывание примесей.
- Вылеживанием - выдерживанием заготовок в атмосфере теплого влажного воздуха. Повышение пластичности обусловлено биологическими процессами (силикатные бактерии), повышающими дисперсность глин.
Снижение пластичности смесей достигается введением грубодисперсных (отощающих) добавок - кварцевого песка, шамота, шлаков и зол.
Пластичность глин характеризуют числом пластичности П:
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Подразделение глин по числу пластичности приведено в табл. 3.3.
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Выбор сырья для производства керамики осуществляется в зависимости от его доступности и способа формования изделий. При необходимости производится корректировка пластичности смесей.
Изменение объема при сушке и обжиге. Воздушная усадка - изменение размеров и объема изделия при его сушке. Обусловлена процессами испарения воды. Воздушная линейная усадка αв, %, определяется по формуле
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Воздушная объемная усадка (усушка) β, %, составляет
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Воздушная усадка высокопластичных глин превышает 10 %, среднепластичных изменяется в пределах от 6 до 10 %, малопластичных менее 6 %. Воздушную усадку можно понизить введением отощаюгцих (грубодисперсных) добавок.
Огневая усадка - изменение размеров и объема изделия при обжиге αо, %, обусловлена процессами спекания (частичного плавления) сырьевых смесей.
Огневая усадка определяется по формуле
Сырье, применяемое для производства строительной керамики

Цвет глины и керамических изделий. Каолин - горная порода белого цвета. Примеси окрашивают глины в различные цвета - красный, коричневый, зеленый и др.
Цвет керамических изделий может отличаться от цвета сырья. В зависимости от цвета керамики различают два типа глин:
Беложгущиеся (каолины) - позволяют получать изделия белого цвета, применяются при изготовлении фаянса и фарфора.
Цветные - образуют керамические изделия, окрашенные в какой-либо цвет.
Цвет керамических изделий зависит от химико-минерального состава сырья, содержания в нем примесей. Так, например, Fe2O3 окрашивает керамику в красный цвет, интенсивность окраски зависит от максимальной температуры обжига, с повышением температуры окраска может изменяться от светло-красной до темно-красной.

Добавлено Serxio 29-01-2016, 06:15 Просмотров: 34 099
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent