Fe2O3, FeO

Входят в состав примесей. Содержание находится в пределах от долей % (в беложгущихся огнеупорных глинах) до 5-10 % (в кирпичных глинах). Fe₂O₃, FeO огнеупорность глин (в особенности при обжиге в восстановительной среде), сужают интервал спекания, придают массе красно-коричневую окраску в зависимости от количества, соотношения и газовой среды обжига.

RO (R = Ca, Mg)

Входят в состав карбонатных примесей. Содержание CaO изменяется от 0,2-25%, тогда как MgO не превышает 2-3 %.СаO снижает температуру спекания (за счет образования жидкой фазы низкотемпературных эвтектических составов), изменяет окраску обжигаемых изделий (желто-розовые оттенки).

R₂O (R =Na,K)

Входят в состав ряда глинообразующих минералов, примесей полевошпатового песка и водорастворимых солей. Общее содержание достигает 5-6 %. Снижают огнеупорность глинного сырья, снижает температуру спекания, сужают интервал спекания, ослабляют красящее действие оксидов железа и титана.

 

Влияние минералогического состава глин

на свойства материалов

Наличие этих глинообразующих минералов, а также их соотношение определяют пластичность, формовочные и сушильные свойства глин, а также фазовый состав и свойства обожженных материалов.

Монтмориллонит характеризуется высокой склонностью к набуханию в присутствии воды, придает глинам высокую пластичность и чувствительность к сушке. Монтмориллонитовые глины характеризуются повышенной карьерной влажностью (до 40-45 %), требуют введения отощающих добавок для предотвращения появления посечек в сушке.

Каолинит придает глинам невысокую пластичность, малую чувствительность к сушке и высокую огнеупорность.

Иллит придает глинам среднюю пластичность и легкоплавкость.

Аллофан (порода с аморфным строением) SiO₂: Al₂O_3. С увеличением количества повышается пластичность глин.

Палыгорскит не набухает и не обладает пластичностью.

Кварцевые включения отощают глину, ухудшают формовочную способность. Крупнозернистые примеси улучшают, а мелкозернистые – ухудшают сушильные свойства глин, уменьшают трещиностойкость при охлаждении после обжига, снижают прочность и морозостойкость

Карбонатные примеси мелкодисперсные – окрашивают глину в светлые тона, крупнодисперсные каменистые карбонаты вызывают появление «дутика».

Железистые примеси мелкодисперсные придают красно-коричневую окраску после обжига; крупнодисперсные вызывают появление выплавок и «мушки».

Органические примеси Присутствуют в виде остатков растений, гумусовых веществ. Снижают огнеупорность, повышают пластичность, повышают воздушную усадку (чувствительность сушке). Повышают пористость обожженного изделия, уменьшают механическую прочность.

 

Влияние гранулометрического состава на свойства материалов

Гранулометрический состав характеризует распределение частиц по размерам, выраженное в % по весу. В производстве грубокерамических строительных материалов используется трехчленная классификация глин (по Рутковскому). При этом к глинистой фракции относят частицы менее 5 мкм; к пылевидной – от 5 до 50 мкм и к песчаной – от 50 до 2 мм. Включениями считают зерна величиной более 2 мм. Такая классификация дает возможность изобразить гранулометрический состав глины с помощью трехкомпонентной диаграммы. Диаграмма Охотина (рис. 3) позволяет установить тип глины или суглинка. Существуют также рекомендации по использованию глин различного гранулометрического состава для изготовления отдельных видов керамических изделий (рис. 4).

Гранулометрический состав глины определяет на такие важ-нейшие свойства глинистого сырья, как пластичность, сопротивле-ние сдвигу, сушильные свойства, усадка, набухание и т.д. С увеличе-нием дисперсности глинистых частиц улучшаются пластические свойства глин. В частности, повышенное содержание частиц разме-ром до 60 мкм существенно повышают пластичность, однако ухуд-шают сушильные свойства (скорость влагоотдачи), т.к. закупоривают промежутки между глинистыми частичками (капилляры), по которым влага выносится на поверхность полуфабриката при сушке.

 

Рис. 3 – Тройная диаграмма Охотина

 

 

Рис.4 - Промышленное назначение глин в зависимости от

гранулометрического состава

Аналогичное влияние оказывают мелкодисперсные частицы на качество полусухого прессования полуфабриката. Так, наличие частиц размером до 60 мкм приводит к браку прессования «слойке в результате запрессовке воздуха, и невозможности его удаления по закрытым этими частицами каналам.

 

Наиболее показательной характеристикой дисперсности глин является удельная поверхность сухой глины, выраженная в м²/г. Так, например, для каолинитовых глин удельная поверхность находится в пределах 13-50 м²/г, гидрослюдистых – 100-300 м²/г, для монтмориллонитовых глин и бентонитов – 500-700 м²/г.

 

Таким образом, выбор глинистого сырья для производства конкретных изделий определяется их химико-минералогическим составом, а также физико-механическими и коллоидными свойствами. Ниже приведена общепринятая классификация глин по ГОСТ.