Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ГЛИНА — ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ





 

Для производства строительной керамики применяют глины как относительно пластичный компонент и добавочные вещества — не­пластичные компоненты сырьевой смеси. Глина является главным структурообразующим веществом, создающим при обжиге изделий микро- и макроструктуру керамического конгломерата в виде раз­личных изделий. Добавочные вещества вводят в глину (смеси) с це­лью повышения или снижения ее пластичности, что важно при фор­мовании изделий; для увеличения пористости легких керамических изделий (порообразующие добавки); для снижения температуры об­жига изделий (легкоплавкие добавки, или плавни).

Глины (см. гл. 8) состоят из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) частиц глинистых минералов, образовавшихся главным образом в процессах химического выветривания магматических и некоторых других пород. Пригодность глин для производства керамических изделий оценивается их химическим и минеральным составами и свойствами.

Химический состав глин характеризуют обычно содержанием оксидов (в процентах по массе). Главными и обязательными оксида­ми, составляющими различные глины, являются кремнезем SiO2 (от 40 до 70%) и глинозем Al2O3 (от 15 до 35%). Постоянными ком­понентами глин являются также K2О и Na2O (вместе 1—15%), хими­чески связанная H2О (около 5—15%).

Часто присутствует Fe2О3 (0—7%). Встречаются в глинах и дру­гие соединения, например TiO2, MgO, карбонаты Са и Mg, органи­ческие примеси. В каолинитовых глинах содержание глинозема и кремнезема почти одинаково, тогда как в монтмориллонитовых и магнезиальных возрастает количество кремнезема за счет снижения содержания глинозема. Резкое возрастание кремнезема обычно обу­словливается присутствием песчаной примеси в глинах. С увеличе­нием содержания Al2O3 повышаются пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания кремнезема пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обо­жженных изделий. Присутствие оксидов железа (и закиси) тонкодис­персных карбонатов CaСО3 и MgСО3 снижает огнеупорность глин, увеличивая усадку изделий. Наличие в глине щелочей ухудшает формуемость изделий, понижает огнеупорность и вызывает появле­ние белых выцветов на изделиях.

Свойства глин имеют в керамическом производстве важное зна­чение. Из физических свойств следует учитывать их пластичность, связующую способность, водопоглощаемость, воздушную и огне­вую усадки, огнеупорность, способность ионного обмена с окружа­ющей средой и др.

Пластичность — способность влажной глины под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после устранения давления. Ее можно увеличить вылеживанием глин на воздухе и снизить нагреванием (агрегированием тончайших частиц) или введением добавок, например кремнезема. К наиболее пластич­ным относятся монтмориллонитовые, а к наименее пластичным — каолинитовые глины. С увеличением частиц размером меньше 0,001 мм пластичность глин возрастает.

Связующая способность глин выражается в том, что уплотнен­ная влажная глина после высыхания не рассыпается, а сохраняет по­лученную форму, например изделия-сырца, для последующего обжига. Эта способность выражается также в том, что глина связывает зерна непластичных материалов, например песка или других мине­ральных крупных включений.

Водопоглощаемость некоторых глин достигает больших коли­честв, причем вода проникает не только по трещинам и капиллярам, но и между слоями в кристаллической решетке некоторых минера­лов, раздвигая их с эффектом набухания глины до 40% и более.

Воздушная и огневая усадки отражают способность глин умень­шать объем при высыхании на воздухе или при обжиге. Большая усадка может нередко сопровождаться образованием трещин, если глину не «отощить», т. е. не добавить в нее кремнезем. Высокоплас­тичные глины при высыхании дают до 10—15% воздушной усадки. При обжиге часть наиболее легкоплавких компонентов глины рас­плавляется, заполняя поры расплавом. Это приводит к сближению частиц и эффекту огневой усадки. Сумма воздушной и огневой уса­док (полная усадка) колеблется до 18%.

Огнеупорность — важнейшее свойство глин выдерживать высо­кую температуру, не расплавляясь и не деформируясь.

Другой, более низкой является температура спекания глины, когда возникает заполнение пор расплавом, но без деформации из­делия, а только с его уплотнением. Полностью спекшийся глиняный черепок имеет водопоглощаемость 2—5%. При нагревании выше температуры спекания количество расплава возрастает сверх объема пор и тогда наступает деформирование изделий с постепенным расплавлением всей массы. Интервал между температурами спека­ния и началом деформирования (оплавления) глины называется ин­тервалом спекания (иногда — густоплавкостью). Чем больше этот интервал, тем спокойнее протекает обжиг и меньше опасность де­формирования изделий при обжиге. Для получения плотного череп­ка необходимо, чтобы интервал спекания был не менее 100°С, для пористого — не менее 40—50°С. Огнеупорность зависит от химиче­ского и минерального составов глин. Присутствие каолинита всегда повышает степень огнеупорности, а даже небольшое количество в глине минералов — плавней — понижает температуру плавления.

Химический состав оказывает влияние на температуру плавле­ния глин. Температура плавления оксидов сравнительно высока: SiO2 — 1710°С, Al2O3 — 2050°С, MgO — 2800°С, Fe2O3 — 1548°С, FeO — 1380°С, TiO3 — 1700°С и т. д. В глинах, однако, практически мало имеется химически чистых оксидов. Они находятся в химиче­ских соединениях в виде минералов, а при повышенных температу­рах создают, кроме того, эвтектические смеси, которые значительно снижают температуру плавления глинистых масс.

Способность ионного обмена с окружающей средой относится к важному свойству глин. Особенно легко замещаются катионы Na+, К+, Са2+, Mg2+, NH4+, и анионы SO42-, Cl-, РО43-, NO31-. Следует от­метить, что тенденцией к ионному обмену обладают практически все минералы, если они переведены в тонкодисперсное состояние, так как на обломанных краях кристалликов заряды некоторых эле­ментов становятся незамещенными. Возникают и неуравновешен­ные свободные заряды, например при замене А13+ на Si4+ или Mg2+ на А13+, что также способствует ионному обмену. Замена катиона на другой приводит к изменению свойств глин — пластичности, водо­проницаемости, густоплавкости и др.

Характерным свойством глин является их способность при об­жиге превращаться в каменный материал.

Среди непластичных материалов, используемых в керамическом производстве в качестве добавок, — отощающие, выгорающие и плавни. К отощающим добавкам относятся кварцевые пески, пыле­видный кварц (маршаллит), кремень, шамот (обожженная глина и затем измельченная в порошок), золы ТЭС и др. К выгорающим до­бавкам относятся древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и др., которые создают пористость после их выгорания при обжиге изделий и могут выполнять функ­ции отощающей добавки (снижать пластичность). К плавням (флю­сам) относят материалы, которые в процессе обжига взаимодейству­ют с глинистым веществом с образованием более легкоплавких соединений, чем чистое глинистое вещество. Среди них — полевые шпаты, пегматит, мел, доломит, руды с содержанием оксидов железа и др. Иногда в глину вводят специальные добавки, например с целью повышения кислотостойкости — песчаные смеси, затворен­ные жидким стеклом, для окрашивания изделий — оксиды метал­лов, для улучшения качества кирпича — пирофосфаты и полифосфаты натрия, для вспучивания — кокс и др.








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 494. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА В составе зуба выделяют минерализованные и неминерализованные ткани...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Типовые ситуационные задачи. Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической   Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической нагрузке. Из медицинской книжки установлено, что он страдает врожденным пороком сердца....

Типовые ситуационные задачи. Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт. ст. Влияние психоэмоциональных факторов отсутствует. Колебаний АД практически нет. Головной боли нет. Нормализовать...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия