Основные свойства глин

Важнейшими свойствами глин являются следующие: пластичность, отношение к сушке (воздушная усадка) и отношение к высокой температуре.

Пластичность является важнейшим технологическим свойством глин, обусловливающим возможность формования из них различных керамических изделий. Степень пластичности зависит от минералогического и гранулометрического (зернового) состава, формы и харак-тера поверхности зерен (шероховатая или окатанная), а также от содержания растворимых солей, органических примесей и воды.

Имеется много методов определения пластичности. Наиболее широкое распространение получил метод, характеризующий пластичность по величине воздушной усадки глиняного теста и количества воды затворения, необходимого для получения удобоформуемой массы. Глины более пластичные требуют большего количества воды и дают большую усадку, чем тощие малопластичные глины. С По степени пластичности глины делят на высокопластичные, имеющие водопотребность более 28% с воздушной усадкой от 10 до 15%, средней пластичности — водопотребность от 20 до 28%, воздушная усадка от 7 до 10% и малопластичные — водопотребность менее 20%, воздушная усадка от 5 до 7%.

Пластичность глины можно повышать добавлением более пластичной глины, а также путем отмучивания, т. е. освобождением глины от примесей песка. Механическая обработка и вылеживание также повышают пластичность глин. Понижение пластичности достигается добавлением отощающих добавок.

Пластичность глин зависит от гранулометрического состава: чем больше содержание глинистых частиц (мельче 0, 001 мм), тем выше пластичность. В состав глины входят различные по крупности частицы: от 5 до 0, 14 мм — песчаные фракции, от 0, 14 до 0, 005 мм — пылевидные фракции и менее 0, 005 мм — глинистые фракции. Огнеупорные глины являются высокодисперсными — содержание фракций меньше 0, 001 мм составляет 60—80%. В легкоплавких глинах преобладают фракции от 0, 01 до 0, 001 мм.

Воздушной усадкой глины называется уменьшение ее объема, происходящее при сушке отформованных изделий в условиях нормальной (комнатной) температуры воздуха, вследствие удаления из нее воды и сближения глинистых частиц; величина усадки выражается в процентах и для кирпичных глин колеблется в пределах от 4 до 15%.

Отношение глин к высокой температуре. Наряду с пластичностью характерным свойством глин является их способность превращаться при обжиге в камиевидную массу. Этот процесс сопровождается изменением цвета и удельного веса глин, потерей пластичности и уменьшением объема.] При обжиге глин в начальной период повышения температуры удаляется химически несвязанная вода, затем выгорают органические добавки.

Потеря пластичности глины связана с дегидратацией водных алюмосиликатов, имеющихся в глинах: она происходит при температуре 450—750° С. Дальнейшее повышение температуры соответствует собственно обжигу. При этом начинает расплавляться некоторая легкоплавкая составная часть глины, которая, растекаясь, обволакивает перасплавившиеся частицы глины. При охлаждении расплавленная часть глины затвердевает и цементирует нерасплавившиеся частицы. Так происходит процесс превращения глины в камневидное состояние. Частичное плавление глины и действие сил поверхностного натяжения расплавленной массы вызывают сближение ее частиц, происходит сокращение объема — огневая усадка. Совокупность процессов усадки, уплотнения и упрочнения глины при обжиге называют спеканием глины. При дальнейшем повышении температуры масса переходит в текучее состояние — наступает плавление глины.

На цвет обожженных глин оказывает влияние главным образом содержание окислов железа, которые окрашивают керамические изделия в красный цвет при избытке в газовой среде кислорода, в темно-коричневый или черный цвет — при недостатке кислорода. Если глина содержит известняк в тонкодисперсном состоянии, то интенсивность окраски изделий уменьшается.

Свойства глины, не расплавляясь противостоять воздействию высоких температур, называют огнеупорностью. Разность между температурой начала спекания и огнеупорностью глины называется интервалом спекания, он находится в пределах 100—150° у чистых каолинитовых глин и 25—50° у глин, используемых для обыкновенного глиняного кирпича