Сырье для производства керамических изделий

Основным сырьем для производства керамических изделий служат различные глины, также шамот (обожженная глина), кварцевый песок, и органические добавки, выгорающие при обжиге,– древесные опилки, угольная и торфяная пыль.

Глина

Глина образовалась в результате выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Выветривание горной породы происходит в результате механического разрушения и химического разложения ее. Механическое разрушение горной породы вызывается воздействием на нее переменной температуры, воды и ветра химическое разложение происходит, например, при воздействии на полевой шпат воды и углекислоты. При химическом выветривании породы образуется минерал каолинит . Самые чистые глины, состоящие из каолинита, называют каолинами. Глины отличаются от каолинов химическим и минералогическим составом, так как помимо каолинита в них входит кварц, слюда, полевые шпаты, кальцит, магнезит и др.

Классификация глин

По условиям образования глины делят на остаточные и перенесенные.

Остаточные глины первичных отложений обычно засорены частицами горной породы. из которой они образовались.

Перенесенные, или осадочные, глины более дисперсны, они свободны от крупных фракций материнских пород, но могут быть засорены песком, известняком, железистыми соединениями и т.п.

По отношению к действию температур различают глины трех групп: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.

Примеси оказывают весьма большое влияние на свойства глин. Так, при повышенном содержании свободного кремнезема , не связанного с в глинистых минералах, уменьшается связующая способность глин, повышается пористость обожженных изделий и понижается их прочность. Соединения железа, являясь сильными плавнями, понижают огнеупорность глины. Углекислый кальций понижает огнеупорность, уменьшает интервал спекания и увеличивает усадку при обжиге, увеличивает пористость и этим понижает прочность и морозостойкость изделий.

Химический состав глин

Глины состоят из различных окислов, свободной и химически связанной воды и органических примесей. В перечень окислов, составляющих глины, входят: глинозем , кремнезем , окись железа , кальция , натрия , магния и окись калия .

Глинозем оказывает наибольшее влияние на свойства керамических изделий и является важнейшей составной частью глины. Чем выше содержание глинозема, тем выше пластичность и огнеупорность глины. Кремнезем является основным (по количеству) окислом, образующим глины, поскольку количество его достигает 60–78 % от общего состава глины.

Помимо окиси железа, в состав глин входят закись железа , пирит и др. От количества железа и его модификации зависит цвет керамических изделий и температура спекания черепка. Более плотный черепок получается при наличии в глине закиси железа.

Содержание окиси кальция (карбонатов и сульфатов кальция) в некоторых глинах достигает 25 %. Эти соединения кальция сокращают период спекания глин, что ухудшает условия обжига керамических изделий. Такое же влияние на обжиг изделий оказывает и окись магния, находящаяся в глинах в виде карбоната и доломита.

Полезными примесями в глинах можно считать калиевые и натриевые щелочи ( и ), которые понижают температуру обжига изделий, придавая им большую прочность.

Знание химического состава глин дает возможность определить степень пригодности их для производства строительных керамических материалов.

Основные свойства глин

Важнейшими свойствами глин являются пластичность, отношение к сушке и к высокой температуре.

Пластичностъ является важнейшим техническим свойством глин, обусловливающим возможность формования из них различных керамических изделий. Степень пластичности зависит от минералогического и гранулометрического (зернового) состава, формы и характера поверхности зерен, а также от содержания растворимых солей, органических примесей и от количества воды.

По степени пластичности глины делят на высокопластичные (водопотребность их превышает 28 %, воздушная усадка составляет от 10 до 15 %); глины средней пластичности (водопотребность от 20 до 28 %, воздушная усадка от 7 до 10 %) и глины малопластичные (водопотребность менее 20 %, воздушная усадка менее 5 %).

Пластичность глины можно повысить добавлением в тощую глину другой, более пластичной.

Лекция № 6