Воздушная усадка тощей глины. Глины, их состав и свойства

Воздушная усадка тощей глины. Глины, их состав и свойства

Связующей способностью глин называется способность сохранять пластичность при введении в них непластичных материалов (песка, шамота и др.). Глина способна связывать частицы песка или шамота и образовывать прочное изделие. Критерием связующей способности является число пластичности массы. Измеряется связующая способность глин количеством нормального * (ГОСТ 6139—78) песка, при добавлении которого образуется масса с числом  пластичности 7.

Высокопластичные глины способны связывать. 60— 80% нормального песка, пластичные — 20—60%, тощие — до 20%.

Воздушной усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема изделий, отформованных и высушенных при температуре до 110 °С. Линейная воздушная усадка вследствие удаления из массы воды затворения рассчитывается по формуле, %,
L_в= 0– l₁)/ l₀> 100,
где l₀— расстояние между метками, наносимыми по диагонали изделия до сушки, см; l₁— то же, после сушки до воздушно-сухого состояния, см, колеблется от 2—3 до 10—12% в зависимости от содержания тонких фракций.

Объемная воздушная усадка V_в, %, определяется по формуле
V_в=0-V₁)/V₀> 100,
где V₀— объем изделия до сушки, см³; V₁— объем изделия после сушки, см³.

Огневой усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема изделий после обжига вследствие того что легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. Определяется огневая усадка по формулам, %:
L_обож= 1- l₂)/l₁> 100; V_обож= 0-V₂)/V₁> 100,
где l₁и V₁— соответственно линейный размер и объем изделия до обжига; l₂и V₂— то же, после обжига. Колеблется от 2 до 8% в зависимости от состава глин.

Полную усадку вычисляют по формулам, %:
 L = 1- l2)/l₁> 100;    V = 0-V₂)/V> 100.

Полная усадка может находиться в пределах от 2 до 15%.

Огнеупорностью называется свойство глин сопротивляться действию высоких температур, не расплавляясь, Показателем огнеупорности является температура, при которой пироскоп — образец из данного материала в виде трехгранной усеченной призмы определенных размеров — деформируется под влиянием собственной тяжести,   касаясь   вершиной   керамической   подставки.

Огнеупорность зависит от химического состава глин, а также характера газовой среды при обжиге глин, содержащих оксиды железа.

Спекаемость — способность глин под действием высоких температур превращаться в плотный камнеподобный черепок с водопоглощением менее 5%. В зависимости от степени спекания глины делят на сильноспекающиеся, среднеспекающиеся и неспекающиеся. К сильноспекающимся относят глины, способные при обжиге давать черепок без признаков пережога с водопоглощением не выше 2%. Водопоглощение черепка среднеспекающихся глин не выше 5%, а неспекающихся — свыше 5%.

По температуре спекания различают глины низкотемпературного спекания (до 1100 °С), среднетемпературного спекания (от 1100 до 1300 °С) и высокотемпературного (свыше 1300 °С.

Количественно степень спекаемости глин характеризуется температурным интервалом спекания и интервалом спекшегося состояния. Температурным интервалом спекания называют разность между температурой, при которой отмечаются признаки пережога (оплавление или вспучивание), и температурой начала спекания глины, при которой начинается интенсивное уплотнение обжигаемого материала. Разность между температурой, при которой отмечаются признаки пережога, и температурой, при которой водопоглощение материала равно 5% (ниже этой величины лежит область спекшегося состояния), называют интервалом спекшегося состояния.

Интервал спекания — важнейший технологический показатель, он определяет режим конечной стадии обжига изделий, при котором они приобретают кондиционные свойства. Наименьший интервал спекания у: легкоплавких глин (50—100 °С), а наибольший (до 400 °С) — у огнеупорных.

Спекаемость — одно из основных свойств, определяющих пригодность глин для производства изделий фасадной керамики.

* Нормальным песком считается кварцевый песок с зернами крупностью 0,5—0,9 мм из карьеров близ станции Привольск Саратовской обл.

Отощающие добавки вводят в глины с целью. Добавочные материалы, применяемые при производстве керамики

В зависимости от применяемого способа формования сырца сырье должно обладать определенными химико-минеральным составом, дисперсностью и физическими свойствами - пластичностью, температурой и интервалом спекания и др. Поэтому глины без добавок используются в производстве керамики в тех, сравнительно редких, случаях, когда они соответствуют требованиям, которые предъявляются к формовочной смеси. С целью стабилизации производственных процессов строительную керамику получают формованием и обжигом сырьевых смесей (шихт), содержащих различные добавки - отощающие, порообразующие, пластифицирующие, плавни (флюсующие), специального назначения. Отощающие добавки вводят в смесь с целью улучшения ее сушильных свойств (ускорения процессов сушки), уменьшения воздушной и огневой усадки. Добавки этой группы понижают формовочную влажность смеси и воздушную усадку, способствуют образованию системы капиллярных пор в сырце и ускорению процессов сушки. Количество добавки определяют экспериментально, в зависимости от пластичности глины; расход добавки изменяется в пределах от 20 до 55 % по объему. К природным отощающим добавкам относятся кварцевые пески, а также породы, содержащие SiO2 (диатомит, трепел, опока). Искусственные (техногенные) добавки - это дегидратированная глина, шамот (обожженная огнеупорная глина), а также промышленные отходы - металлургические и топливные шлаки и золы, горные породы угледобычи, древесные опилки и др. Порообразующие добавки вводятся в шихту для снижения средней плотности и теплопроводности керамики. Они подразделяются на органические, минеральные и пенообразующие. Органические добавки (древесные опилки, измельченный каменный уголь, торф) выгорают при обжиге с образованием пор, минеральные (плотные и пористые известняки, мел, доломит) разлагаются при обжиге с выделением CO2, формирующего поры, пенообразующие добавки создают устойчивую пену, которая вводится в формовочную смесь. Пластифицирующие добавки либо повышают пластичность формовочной смеси, либо позволяют понизить влажность сырца при требуемой пластичности формовочной смеси (поверхностно-активные вещества, пластификаторы). Плавни (флюсы) понижают температуру спекания смесей и температуру обжига. Плавни имеют сравнительно низкую собственную температуру плавления (полевошпатные горные породы, пегматит, перлит, железные руды) или при обжиге образуют вещества с низкой температурой плавления (известняки, магнезит, мел, доломит, мрамор). Добавки специального назначения окрашивающие - это минеральные пигменты, используемые при производстве декоративной керамики. Для повышения морозостойкости в смесь вводят до 2,5 % хлоридов калия, натрия или алюминия.

Воздушная усадка тощей глины равна. . Усадка глины

Усадка — это уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка глин). Усадку выражают в процентах от первоначального размера изделия.

Воздушная усадка происходит в процессе испарения воды из сырца вследствие уменьшения толщины водных оболочек вокруг частиц глины, возникновения в порах сырца менисков и сил капиллярного давления, стремящихся сблизить частицы. В конце сушки возрастает роль осмотических явлений и межмолекулярного притяжения, усиливающих воздушную усадку. Для различных глин линейная воздушная усадка колеблется от 2 — 3 до 10 — 12% в зависимости от содержания тонких фракций. Для уменьшения усадочных напряжений к жирным глинам добавляют отощители. Поверхностно-активные вещества (СДБ и др.), введенные в глиняную массу в количестве 0,05 — 0,2%, улучшают смачивание частиц глины водой, позволяя сократить формовочную влажность и снизить воздушную усадку. Другой способ снижения чувствительности глин к сушке предусматривает введение в глину 1 — 1,5% битумных и дегтевых веществ или орошение поверхности глиняного бруса, выходящего из ленточного пресса пленкообразующим составом (например, битумной эмульсией).

Огневая усадка получается из-за того, что в процессе обжига легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. Огневая усадка может быть 2 — 8% в зависимости от вида глины,

Полная усадка, равная алгебраической сумме воздушной и огневой усадок, колеблется в пределах от 5 до 18%. Соответственно увеличивают размеры форм, чтобы получить готовое изделие нужных размеров.

Прочность воздушной извести назначается в возрасте. Разновидности

Выделяют несколько основных видов материала:

• Воздушная негашеная известь комовая является продуктом обжига известковых пород и имеет внешний вид сформированных кусков разных размеров. Она состоит из оксида кальция и магния, могут содержаться примеси карбоната кальция, силиката, алюмината, феррита кальция и магния, которые не разложились при температурной обработке.

• Известь негашеная молотая представляет собой измельченную до состояния порошка комовую известь. Их химический состав идентичен.

• Воздушная гидратная известь - это высокодисперсный порошок, который получается путем гашения комовой или молотой негашеной извести. Процедура производится при помощи распыления жидкой или парообразной воды. Целью методики является преобразование оксидов кальция и магния в их гидраты. Влажность готового продукта не должна превышать 5 %.
• Известковое тесто – продукт гашения комовой или молотой извести большим количеством воды. В результате получается пластичная масса, которая имеет в своем составе до 50 % жидкости.

В зависимости от концентрации оксида магния различаются такие виды извести:

• магнезиальная;
• кальциевая;
• доломитовая.

Активность извести определяется по количеству содержания в ней активных оксидов кальция и магния. Соответственно, чем их количество выше - тем материал является качественнее.

Также, согласно нормам, известь различается по скорости гашения:

• быстрогасящаяся имеет скорость гашения около 8 минут;
• среднегасящаяся - не более 25 минут;
• медленногасящаяся - более 25 минут.

Скорость гашения определяется с момента добавления жидкости до того, как температура массы начнет снижаться.

При затвердевании гипсовое вяжущее. Марки

В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см. После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.

В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:

• Низкообжиговые – к ним относятся строительный, формовочный и высокопрочный.
• Высокообжиговые – созданные при высоких (до 1000°C) температурах эстрихгипс и ангидритовый цемент.

Разновидность гипса

Гипс β-модификации

Гипс β-модификации получают при температуре 150-180°C в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок до или после обработки называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.

Гипс α-модификации

Гипс α-модификации получают при низкотемпературной (95-130°C) тепловой обработке в герметически закрытых печах. Из него делают высокопрочным гипс.

Алебастр

Алебастр (от гр. alebastros — белый) — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO₄• 0,5Н₂О, получаемого низкотемпературной обработкой гипсового сырья.

Алебастр — гипс β-модификации, порошкообразный вяжущий материал, полученный путём термической обработки в открытых печах при температуре 150-180 градусов природного двухводного гипса CaSO₄ · 2H₂O. Полученный продукт измельчают в тонкий порошок. При более тонком помоле получают формовочный гипс. Для медицинского гипса используют сырья повышенной чистоты.

Ангидрит

Ангидрит — природный безводный гипс. Ангидритовое вяжущее медленно схватывается и медленно твердеет, состоит из безводного сульфата кальция CaSO₄и активизаторов твердения.

Эстрих-гипс

Высокообжиговый эстрих-гипс получают обжигом природного гипсового камня CaSO₄• 2Н₂О до высоких температур (800-950°С). При этом происходит его частичная диссоциация с образованием СаО, который служит активизатором твердения ангидрита. Окончательным продуктом твердения такого вяжущего является двуводный гипс, определяющий эксплуатационные свойства материала.

Технологические свойства эстрих-гипса существенно отличаются от свойств обычного гипса. Сроки схватывания эстрих-гипса: начало не ранее 2 часов, конец — не нормируется. Благодаря пониженной водопотребности (у эстрих-гипса она составляет 30-35% против 50-60 % у обычного гипса) эстрих-гипс после затвердевания образует более плотный и прочный материал.

Прочность образцов — кубов из раствора жесткой консистенции состава — вяжущее:песок = 1:3 через 28 суток твердения во влажных условиях — 10-20 МПа. По этому показателю устанавливают марку эстрих-гипса: 100, 150 или 200 (кгс/см²).

Эстрих-гипс применяли в конце XIX — начале XX вв. для кладочных и штукатурных растворов (в том числе и для получения искусственного мрамора), устройства бесшовных полов, оснований под чистые полы и т.п. В настоящее время это вяжущее применяют ограниченно.

Прочность на сжатие и изгиб

Марку гипса определяют испытанием на сжатие и изгиб стандартных образцов — балочек 4 х 4 х 16 см спустя 2 часа после их формования. За это время гидратация и кристаллизация гипса заканчивается.

Установлено 12 марок гипса по прочности от 2 до 25 (цифра показывает нижний предел прочности при сжатии данной марки гипса в МПа). В строительстве используется в основном гипс марок от 4 до 7.

Как сделать, чтобы глина не трескалась. Что добавляют в глину, чтобы она не трескалась

Изделия из натуральных материалов чисты, экологичны и, как правило, обладают оригинальным внешним видом. А если они еще и выполнены собственноручно, их материалы надолго сохранят тепло рук мастера. Особенно востребованы изделия из глины. Но чтобы они были прочными, а сам материал не трескался, глиняный раствор необходимо обогащать добавками.

что такое глина

глина — это осадочная горная порода. в сухом состоянии она пылевидна, а при увлажнении становится пластичной. она содержит один или несколько минералов группы каолинита или монтмориллонита, но также может нести в себе и песчаные соединения.
Глина преимущественно серого цвета, но бывают разновидности белого, красного, желтого, коричневого, синего, зеленого, лилового и даже черного цветов. Это обусловлено веществами, содержащимися в каждом виде глины. В зависимости от этих же веществ различны и области применения глин.
Поскольку эта порода обладает высокой пластичностью, огнеупорностью, отличной спекаемостью и хорошей гидроизоляцией, она нашла широкое применение в гончарном искусстве и кирпичном производстве. Однако зачастую глиняные изделия на этапе лепки или сушки или же на заключительном этапе – обжиге - дают трещины. Это может происходить по нескольким причинам: глина суховата, глина «тощая», то есть в ней имеется большая примесь песка, или же наоборот, выбранный сорт слишком «жирный».

добавки для глиняного раствора

чтобы предотвратить возможность образования трещин на изделии, необходимо с самого начала выбрать «правильный» сорт глины. идеальны для гончарных изделий голубая и белая глины. но иногда правильного выбора материала бывает недостаточно.
В случае, если изделие трескается вследствие недостаточной влажности, вопрос решается простым добавлением воды в глиняный раствор.
Однако иногда глиняное изделие растрескивается по причине излишней «жирности» раствора. «Жирными» называют глины с высокой пластичностью. В замоченном состоянии они дают осязательное ощущение жирного вещества. Тесто из такой глины блестящее, скользкое и практически не содержит примесей. В этом случае к растворам из такой глины прибавляют так называемые "отощающие" вещества: «тощую» глину, жженый кирпич, гончарный бой или древесные опилки и песок – обыкновенный или кварцевый.
Но бывает и обратная ситуация – изделие трескается по причине слишком «тощей» глины. Такой материал непластичен или малопластичен, шероховат на ощупь, обладает матовой поверхностью и легко крошится даже при простом нажатии пальцем. В нем содержится очень большое количество примесей в виде песка, землистых пылинок. В этом случае необходимо провести обратную операцию – добавить к «тощей» глине более жирную или использовать другие добавки, повышающие жирность раствора, например, глицерин или куриный белок.
Существует и другой метод – отмучить раствор. Его суть заключается в добавлении к раствору воды и тщательном его перемешивании. Раствору дают отстояться. В верхнем слое остается вода, которую сливают. В следующем слое находится жидкая глина, а под ней нежелательные добавки. Жидкую глину аккуратно вычерпывают и сливают в таз, оставляя на солнце для испарения лишней влаги. В итоге остается пластичная глина консистенции крутого теста.