![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Свойства глин как основного сырья для производства керамических материалов. Минеральный и хтмтческий состав глин; компоненты, оказывающие влияние на свойства глин.
Свойства: Глинистое сырье обладает рядом физических, физико-химических, химических свойств, совокупность которых называется керамическими, и предопределяет возможность их использования в производстве керамики. Пластичность — свойство глиняного теста деформироваться под нагрузкой без образования трещин и разрывов и сохранять приданную форму после снятия этой нагрузки. Пластичность глин выражается числом пластичности (П), которое определяется по формуле: П= W1 -W2(%), где W1 — влажность, при которой глина переходит из пластичного состояния в текучее, называемая нижней границей текучести; W2 — влажность, при которой глина переходит из пластичного состояния в хрупкое, называемая границей раскатывания. В зависимости от значений числа пластичности все глины подразделяются на высокопластичные с числом пластичности более 25; среднетастичные — от 15 до 25; умеренно пластичные — от 7 до 15; малопластичные — до 7; непластичные — не способные при затворении водой давать пластичное тесто. Связующая способность определяется количеством (в процентах от массы глины) нормального (вольского) песка, при введении которого в шихту образуется тесто с числом (интервалом) пластичности не менее 7. В соответствии с этим глины (в зависимости от количества добавленного в них песка) делятся: а) на хорошо связующие (жирные) — более 50%; б) пластичные — 20-50%; в) тощие — до 20%. В процессе изменения влагосодержания глины способны изменять свой объем (набухать или проявлять усадку). Воздушная усадка (усушка) глин связана с удалением воды из свежеотформованного сырца в процессе сушки при температурах до 110 ˚ С. Линейная воздушная усушка глин а выражается формулой α =(L-L1)/L*100(%), где L — начальная длина свежеотформованного образца, мм; L1 — длина высушенного образца, мм. Объемная воздушная усушка рассчитывается по формуле β =(ν -ν 1)/ν *100(%), где v — начальный объем свежеотформованного образца, см3; v1 — объем образца после сушки, см3. Воздушная усушка различных глин может колебаться в широких пределах: у высокопластичных глин она превышает 10%, у среднепластичных составляет 6-10%, у малопластичных — менее 6%. Отношение глинистого сырья к сушке характеризуется коэффициентом чувствительности Кч , введенным в керамическую технологию З.А. Носовой и выражаемым отношением объемной усушки (усадки) к общей пористости суховоздушного материала. В практике при оценке чувствительности глин к сушке применяют ускоренный способ А.Ф. Чижского, по которому она оценивается длительностью периода облучения свежеотформованного образца (55 х 55 х 10 мм) тепловым потоком до момента появления на нем трещин, что обусловлено градиентом усадки по сечению изделия, вызывающим нарушение сплошности сырца. При обжиге под влиянием физико-химических процессов происходит изменение линейных размеров сырца, которое характеризуется величиной огневой усадки, определяемой по формуле α 1=(L1-L2)/L1*100(%), где L1 и L2 — соответственно линейные размеры высушенного и обожженного образцов, см. В зависимости от вида глин их линейная огневая усадка колеблется в пределах 2-8%, а полная (суммарная воздушная и огневая) — в пределах 5-18%. Спекание —это процесс уплотнения черепка в процессе обжига, характеризуемый водопоглощение материала, которое должно быть не более 5% для спекшейся керамики. Температурный интервал от начала спекания до начала плавления называется интервалом спекания глин и характеризует их плавкость или огнеупорность, которая устанавливается с помощью конусообразных образцов — пироскопов. Для получения плотного черепка этот интервал должен быть не менее 100 °С, а пористого — не менее 50 °С. По степени спекания глины подразделяются: а) на сильноспекающиеся — с водопоглощением черепка, обожженного при температуре 1300 °С, не более 2%; б) среднеспекающиеся — при 1100— 1300 °С — не более 5%; в) неспекающиеся — с водопоглощением выше 5%. Так как спекание может происходить при различных температурах, по этому показателю различают глинистое сырье низкотемпературное (температура спекания до 1100 °С); среднетемпературное (1100-1300 °С) и высокотемпературное (выше 1300 °С). Глины не имеют определенной точки плавления, поэтому за температуру их плавления принимают показатель огнеупорности, по которому глиняное сырье делится на огнеупорное — с температурой плавления выше 1580 °С, тугоплавкое —от 1350 до 1580 ˚ С и легкоплавкое — до 1350 °С. Состав: В зависимости от преобладающего минерала глинистое сырье делится на гидрослюдистое, каолинитовое, монтмориллонитовое и полиминеральное. Глинистые минералы являются наиболее важной составляющей глинистого сырья, поскольку они в увлажненном состоянии образуют пластичное тесто. Химический состав является другой важной характеристикой глинистого сырья, в котором принимают участие следующие основные оксиды. Кремнезем SiO2, глинозем Al2O3, окислы щелочных металлов СаО и MgO, соединения железа Fe2O3, FeO, Fe2S, оксиды щелочноземельных металлов Na2O, K2O, органические вещества (остатки растений и гумусовых веществ). В настоящее время развитие нашей машиностроительной промышленности дает возможность непрерывно совершенствовать механическое оборудование заводов строительной керамики. Широко применяются новые виды дробильно-помольных, смесительных и формовочных машин. Предприятия оснащаются новейшим подъемно-транспортным оборудованием, особенно важным для керамического производства, нуждающегося в заготовке и перемещении больших масс сырья и тяжеловесной продукции. Перевод керамических предприятий на природный газ в качестве топлива не только повышает производительность труда и снижает себестоимость изделий, но и повышает качество вырабатываемой продукции. В ближайшее время помимо мероприятий общего технического прогресса — механизации и автоматизации, совершенствования технологии и улучшения организации труда — необходимо добиваться снижения себестоимости изделий и обратить особое внимание на организацию выпуска новых, высокоэффективных керамических строительных материалов и изделий. 37. Общая технология производства керамических материалов и изделий. Понятие о процессах, происходящих при сушке и обжиге глин. Что такое спекание? черепицы. 3) Мокрый (шликерный). материал измельчают и смешивают в присутствии большого количества воды, влажность больше 40%, получают однородную суспензию – шликер. Изделия изготавливают методами литья гипсовыми формами. Применяется, когда сырьевая масса многокомпонентная, состоит из трудноспекаемых глин, а получаемые изделия имеют достаточно сложную конфигурацию. Этот способ самый энергозатратный. Изготавливают раковины, унитазы, тонкие плитки. 4. Сушка – процесс удаления влаги из принявшего законченную форму сырца. Может осуществляться в искусственных и естественных условиях. Естественная – в течение 20 суток в сушильных сараях, недостатки: непостоянство, продолжительность, необх-сть иметь большие сушильные площади, большая трудоемкость. Искусственная – в сушилках непрерывного и периодического действия за счет регулируемого подвода энергии (теплоносителя – горячий воздух, специально подогретый или отбираемый из печей, и отходящие от печи газы). В конвейерных и туннельных сушилках изделия перемещаются непрерывно с постоянной скоростью. По мере передвижения сырец встречает теплоноситель с уменьшающейся относит. влажностью и повышающейся температурой. 5. Обжиг изделия - процесс высокотемпературной обработки глиняного сырца, в результате которой он превращается в камнеподобное тело, стойкое к механич., физ. и хим. воздействиям. Осуществляется в туннельных (непрерывного действия) и кольцевых печах. При загрузке изделий идет прогрев изделия, обжиг, охлаждение. При прогреве – медл. подъем температуры до 100-120°С, при этом удаляется свободная влага. В дальнейшем температура повышается до 750°С, при этом происходит выгорание органических примесей, удаление химически связанной воды и распад глинистых материалов на отдельные оксиды. Обжиг осуществляется при 950° и более. Идет частичное сплавление сырьевых составляющих, при этом более легкоплавкие сплавляются и образуют искусств. минералы. расплав заполняет поры и пустоты, нерасплавленные частицы сближаются и в последствии при охлаждении образуют единый монолит – черепок. При охлаждении изделия происходит образование монолита. Спекание – процесс уплотнения черепка в процессе обжига, характеризуемый водопоглощением материала, которое должно быть не более 5% для спекшейся керамики. Температурный интервал от начала спекания до начала плавления называется интервалом спекания глин и характеризует их плавкость или огнеупорность. Для получения плотного черепка этот интервал должен быть не менее 100°С, пористого – не менее 50°С. По степени спекания глины подразделяются на сильно-, средне- и неспекающиеся. 38. Стеновые керамические материалы. Свойства и применение. Какими показателями характеризуется качество керамического кирпича? Маркировка кирпича и керамических камней. Стеновые керамические изделияпредназначены для кладки и облицовки несущих и самонесущих стен и других элементов зданий и сооружений, а также для изготовления стеновых панелей и блоков. Их изготовляют в виде правильного параллелепипеда. Кирпич изготавливают полнотелым и пустотелым, камень — только пустотелым. Пустоты в изделиях могут быть сквозными или несквозными и располагаться перпендикулярно (вертикальные) или параллельно постели (горизонтальные). По способу формования изделия стеновой керамики подразделяют на изделия, получаемые пластическим формованием и полусухим прессованием. Стеновые изделия подразделяют на рядовые и лицевые. Рядовые изделия предназначены для обеспечения эксплуатационных характеристик кладки. Лицевые изделия, кроме обеспечения эксплуатационных характеристик кладки, выполняют функции декоративного материала. Для производства изделий стеновой керамики используют глинистое сырье, трепел, диатомит, лессы, промышленные отходы, минеральные и органические добавкиКерамический кирпич. Одинарный 120х250х65, утолщенный 120х250х88, модульный 288х138х63. Кирпич выпускают полно- и пустотелым. Кол-во пустот, их вид и конфигурация опред-ся теплотехническим расчетом. К кирпичу предъявляются требования по внешнему виду 9для соответствия – эталон). Если кирпич более светлый и при простукивании имеет глухой звук, то это недожог. Если кирпич имеет боле темный цвет, звук – дребезжащий, грани могут быть оплавлены – пережог. Недожог и пережог не допускаются. Не допускаются и «дутики» - известковые включения. Кирпич обязательно проверяют на точность размеров (отклонения по длине, ширине, высоте, параллельность граней и рёбер, наличие трещин, отбитостей). В зависимости от средней плотности кирпич и камни разделяют на след. 3 группы(камни всегда только пустотелые и отличаются только по размерам): 1. Эффективные - ρ с < 1400 кг/м3 (кирпич), ρ с < 1460 кг/м3 (камни); 2.условно-эффективные ρ с =1400(1460)..1600 кг/м3 3. Обыкновенный кирпич ρ с > 1600 кг/м3. Основной характеристикой кирпича является его марка по прочности на сжатие и на изгиб. Для определения марки испытывают 5 образцов на сжатие и столько же на изгиб, на сжатие используют образец или из 2 половинок, или из 2 кирпичей. По прочности кирпич подразделяют на марки М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300; крупноформатные камни – М35, М50, М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300; кирпич и камень с горизонтальными пустотами – М25, М35, М50, М75, М100. По морозостойкости кирпич выпускается F25, F35, F50.. Изделия из трепела и диатомита. Получают кирпич и камни, но по сравнению с керамическими они имеют меньшую среднюю плотность. Эффективные – 700-1000, условно-эффективные – 1000-1300, условно-эффективные - > 1300. И трепелы, и диатомиты в значительно меньшей степени изменяют размеры и объем при обжиге, хорошо выдерживают температуры до 900°С и более. Изделия более дорогостоящие, но их часто применяют для кладки футеровки печей, используют при производстве строй. материалов и в металлургической промышленности. Для снижения теплопроводности промышленность выпускает поризованные крупные блоки, которые за счет своей пористой структуры имеют значительно меньшую теплопроводность. Поризация идет за счет введения пенно-, газообразующих добавок.И камни, и блоки могут выпускаться любых размеров. Принято соотносить объем таких изделий к объему кирпича нормального формата. Для идентификации строительства из кирпича или камней могут выпускать виброкирпичные панели: одно-, двух- (кирпич и утеплитель), трехслойные.
|