Глины как сырье для керамики оценивают комплексом свойств: пластичностью, связующей способностью, отношением к сушке и действию высоких температур.

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основным сырьевым материалом для производства керамических изделий является глинистое сырье в чистом виде, а чаще с добавками – отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами.

Глинистые сырье (каолины и глины) - продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород, содержащий различные примеси других горных пород. Глинистые минеральные частицы размером частиц менее 0,005 мм обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние. Помимо глинистых частиц в составе сырья имеется определенное содержание пылевидных частиц с размерами 0,005 - 0,16мм и песчаных частиц с размерами зерен 0,16 -2мм.

Окраска глин зависит от примесей минерального и органического происхождения (от белой, коричневой, зеленой, серой до черной), привычную красную окраску глине придает примесь оксида железа.

Глины как сырье для керамики оценивают комплексом свойств: пластичностью, связующей способностью, отношением к сушке и действию высоких температур.

СВОЙСТВА ГЛИН КАК СЫРЬЯ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Глинистые частицы имеют пластинчатую форму, между которыми при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывая набухание частиц и способность их к скольжению относительно друг друга без потери связности.

Пластичность глины – свойство ее во влажном состоянии принимать под влиянием внешнего механического воздействия желаемую форму без нарушения сплошности структуры (без разрыва или образования трещин) и сохранять полученную форму после снятия нагрузки.

Связующая способность глины – проявляется в связывании зерен непластичных материалов (песка, шамота и др.), а также в образовании при высыхании достаточно прочного изделия – сырца.

Особенность глиняного теста – в способности отвердевать при высыхании на воздухе. Силы капиллярного давления стягивают частицы глины, препятствуют их разъединению, вследствие чего происходит воздушная усадка.

Усадка – это уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка) глин (а вместе – полная усадка); выражается в % от первоначального размера изделия.

В процессе высокотемпературного обжига глина претерпевает физико-химические изменения.

Переход глины при обжиге в камневидное состояние происходит следующим образом: сначала испаряется свободная вода, затем выгорают органические вещества. При температуре 700-800 ºС происходит разложение безводного метакаолинита Al2O3•2SiO2, который образовался ранее (при температуре 450-600 ºС) вследствие дегидратации каолинита; затем Al2O3 и SiO2 при повышении температуры до 900 ºС и выше вновь соединяются, образуя искусственный минерал – муллит 3Al2O3•2SiO2. Муллит придает обожженному керамическому изделию водостойкость, прочность, термическую стойкость. С его образованием глина необратимо переходит в камневидное состояние. Вместе с образованием муллита расплавляются легкоплавкие составляющие глины, цементируя и упрочняя материал.

Спекаемостью - свойство глин уплотняться при обжиге, и образуя при этом камнеподобный водостойкий черепок.

Добавки к глинам

Отощающие материалы – такие добавки вводят в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин.

Используют шамот с зернами 0,14-2 мм (улучшает сушильные и обжиговые свойства глин, применяется для получения высококачественных изделий – лицевого кирпича, огнеупоров и пр.), дегидратированную глину, песок с зернами 0,16 -2 мм, гранулированный доменный шлак с зернами до 2 мм и золы ТЭС.

Порообразующие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Используют вещества, которые при обжиге диссоциируют с выделением газа, например СО2 (молотый мел, доломит) или выгорают (выгорающие добавки: древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и лигнин, они повышают пористость изделий и способствуют равномерному спеканию керамического черепка).