Пластифицирленген портландцемент
Пластифицирленген портландцементтің жай портландементтен айырмашылығы оның құрамында беттік активті пластифицирлеуші қоспалар болады, соның әсерінен бетон қоспасының қозғалмалылығы мен салу ыңғайлылығын артып, қатқан бетондар аязға төзімділік қасиетке ие болады. Пластифицирлеуші қоспалар ретінде сульфитті-спиртті төп қолданылады, оны цементті үгіту кезінде, сондай-ақ бетонды дайындап жатқанда бетон қоспасының ішіне салуға болады.
Сульфитті-спиртті төптің және оның туындыларының белсенді бөлігі — лигносульфонды қышқылдар мен олардың тұздары сульфолигнаттар. Бұл қоспалар цемент дәндерінің бетінде адсорбциялық қабыршық түзеді, бұл қабыршықтар гидрофильді бола тұра цемент дәндерінің бетінде су молекулаларының көп мөлшерін ұстап тұрады; олардың бір бөлігі бетпен молекулалық күш арқылы байланысқан, ал қалған бөлігі адсорбциялық қабатта сульфолигнат молекулаларының арасында ораналасқан. Түзілген адсорбциялы-гидратты су қабаттары дәндердің гидродинмикалық қапталып бір-біріне жабыспауын қамтамасыз етеді, арасындағы үйкелісті азайтады, соның арқасында цемент қамырының иілгіштігі жоғарылайды.Олар цемент-су қоспаларының тұрақтылығын жоғарылатып, саладрынан цемент дәндерінің тұну процесі баяулап, судың бөлінуі азаяды.
Пластифицирлеуші қоспалар бетон беріктілігін жоғарылатады, себебі бетон қоспасының су қажеттілігін төмендетіп, қозғалмалылығын сақтап қалады, ал нәтижесінде бетон тығыздығы өсіп, сәйкесінше беріктілік артады. Бетонның берілген беріктілігін сақтап қалғанда пластифицирлеуші қоспа цемент шығынын төмендетуге көмектеседі. Сульфитті-спиртті төптің оңтайлы мөлшері пластифицирленген цемент беріктігі кәдімгі портландцементтің беріктігінен төмен болмайтын мөлшер болып саналады.
Пластифицирлеуші қосымшаларды қосқаннан цементтің жаңа түрлері пайда болмайды, олар тек бастапқы цементке қосымша қасиеттер (жоғары иілгіштік) береді. Сондықтан пластифицирленген цементтер жай цементтермен қатар қолданыла алады және қалауға ыңғайлы бетон қоспалары мен аязға төзімді бетондар алуға мүмкіндік береді. Оларды әсіресе жол, аэродром мен гидротехникалық құрылыста кеңінен пайдаланады.
Гидрофобты портландцемент
Гидрофобты портландцемент жай портландцементтен құрамында беттік активті гидрофобтаушы қоспа — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, олеин қышқылы, немесе тотыққан петролатум — қоспаның құрғақ затына есептегенде цемент салмағының 0,06-43,3 % мөлшері болуымен ерекшеленеді. Гидрофобтаушы қоспалар цемент дәндерінде жіңішке (мономолекулалы) қабыршық түзеді де, цементтің суға малыну қабілетін төмендетеді: ылғал ортада бола тұра цемент өзінің белсенділігін сақтайды және түйірленіп кесектенбейді. Бетон қоспасын араластыру процесі барысында адсорбционды қабыршақтар цемент дәндерінің бетінен сыпырылып, цементтің қатаю процесінің қалыпты өтуіне кедергі келтірмейді.
Бетондарды дайындау барысында гидрофобтаушы қоспалар бетон қоспасына көп мөлшерде ұсақ ауа көпіршіктерін сіңіреді —1 м3 қоспаға 30—50 л-ге шейін (көлем бойынша 3—5%). Сіңірілген ауа қоспаның қозғалғыштығы мен салу ыңғайлылығын жақсартады, ал қатқан бетонда ұсақ тұйықталған бос жерлердің болуы оның аязға төзімділік қасиетін жақсартады. Гидрофобты цемент жай цементтке қарағанда жоғары суға төзімділік пен жоғары су өткізбейтін қасиетке ие болуымен де ерекшеленеді.
Гидрофобты портландцементтің кемшіліктеріне цемент дәндеріндегі гидрофобты қабыршақтар оның сумен әрекеттесуіне кедергі келтіретіндіктен бастапқы кезеңде беріктігінің баяу өсуін жатқызуға болады. Бірақ маркалы 28-тәуліктік гидрофобты портландцементтің беріктігі кәдімгі портландцементтікімен бірдей болады.
(Гидрофобты портландцементті жай портланцементтің орнына оны ұзақ уақыт сақтау керек болғанда және ұзақ жолға тасымалдау қажет болған кезде қолдануға кеңес беріледі). Осы цементтің қолданыу мақсаттары пластифицирленген портландцементпен бірдей.
Тез қатаятын портландцемент
Тез қатаятын портландцементтің (ТҚЦ) қатаюдың бастапқы кезеңінде беріктілігі жай портландцементпен салыстырғанда тезірек артады. Ол үшін цементті ұсағырақ ұсатылып, оның минералогиялық құрамын реттеу қажет. Тез қатаятын портландцементті ұсатқанда клинкердің минералогиялық құрамы (С3А мөлшеріне) мен ұсату шамасына байланысты белсенді минералдарды 1,5 және 3,5%-дан аспайтындай мөлшерде қосуға болады.
Тез қатаятын цементті меншікті беті 3500—4000 см2/г болғанша үгітеді (жай портландцементте 2800—3000 см2/г). Созымды цемент ерітіндісінен 1 : 3 қатынасында дайындалған үлгілер тәулік бойы қатайған соң иілуге төзімділігі кем дегенде 40 кГ/см2, ал сығуға төзімділігі кем дегенде 250 кГ/см2 болуы керек. Қалған қасиеттер бойынша ТҚЦ қасиеттері жай портландцементтен ерекшеленбейді. Тез қатаятын портландцементтерді төзімділігі, беріктігі жоғары, кәдімгі және алдын ала темір бетон бұйымдары мен құрлымдарын дайындау мақсатында, сонымен қатар монолитті бетоннан құрылыстар немесе ғимараттар тұрғызуда қолданған дұрыс.
Тез қатаятын цементтің бір түрі — өте тез қатаятын цемент (ӨТҚЦ), бастапқы кезеңде қатаю жылдамдығының жоғары болуымен қатар белсенділігі де жоғары (600 кГ/см2 және одан да жоғары). Бір тәулік ұсталған созымды ерітіндіден алынған үлгінің сығуға төзімділігі 250 кГ/см2 шамасынан төмен емес және үш тәулік ұсталған үлгінікі 350 кГ/см2-ден кем емес.
ӨТҚЦ мен ТҚЦ алу жолдары бірдей — ұсату шамасы жоғары, минералогиялық құрамы оптималды. Бұдан басқа, гипстың көп мөлшерін қосады, осылайша бастапқыда цемент тасы тығызырақ болады және беріктігі тез өседі.
Сульфатқа төзімді портландцемент
Сульфатқа төзімді портландцементті минералданған және тұщы суда пайдалануға болатын бетондар алу үшін қолданылады. Оны нормаланған минерал құрамды клинкерден жасайды. Бұндай цемент құрамында келесі заттардың мөлшері көрсетілген пайыздан (%) аспау керек: C3S— 50%, С3А — 5%, C3A + C4AF — 22%. Инертті және белсенді минералды қоспалар қосуға рұқсат етілмейді. Клинкерде C3S мөлшерінің шамалы және С3А мөлшерінің аз болуына байланысты сульфатқа төзімді цемент белитті болып келеді және бастапқы кезеңдерде баяу қатады, жылу бөлгіштігі төмен. Цементті 300 және 400 маркаларында шығарады, қалған талаптар дәл портландцементтікіндей.
Сульфатқа төзімді пуццоланды портландцементті құрамында 8%-дан аспайтын С3А бар клинкер мен белсенді минералды қоспаларды бірге үгіту жолымен алады. Олардың мөлшері цемент салмағынан: жанартау текті қоспалар немесе глиеж 25%-дан төмен емес және 40%-дан жоғары емес; тұнба текті қоспалар 20%-дан төмен емес және 30%-дан жоғары емес7
Цемент 200, 300 және 400 маркаларына бөлінеді, аязға төзімділігі төмен, сондықтан су асты және жер асты құрылыстарында, сульфатты әсер көп болатын жағдайларда жұмыс жасайтын құрылымдарда қолданылады.
Бірқалыпты экзотермиялы портландцемент
Бірқалыпты экзотермиялы портландцементтің жай портландцементтен айырмашылығы оны құрамында жоғары экзотермиялы минералдары C3S пен С3А аз және сәйкесінше төмен экзотермиялы минералдары C2S көп клинкерден алады. Бұл цементте C3S мөлшері 50%-дан ал С3А 8%-дан аспау керек. Белсенді минералды қоспаларды қосылмайды. Цементті екі маркада ғана шығарады — 300 және 400.
Құрамы мен беріктігіне байланысты цемент сульфатқа төзімді цементпен бірдей және тұщы немесе әлсіз минералданған суда жұмыс жасайтын және жүйелі қатыру мен жібіту, ылғалдандыру мен құрғатуға ұшырайтын гидротехникалық немесе басқа да ғимараттар, құрылыстардың сырт қабырғаларына арналған бетон және темір бетон құрылымдарын жасауда қолданылады.
Жол портландцементі
Автокөлік жолдарын бетонды қаптамамен қаптауға арналған портладцемент бірқатар өзіне тән қасиеттерге ие болу керек: жоғары беріктік, тозуға шыдамдылық, аязға төзімділік, деформативті қабілет және агрессивті орта әсеріне төзімділік. Көрсетілген талаптарға сай келетіні құрамында алит пен алюмоферритті фаза жоғары болып келетін портландцемент, ал клинкердегі С3А мөлшері 10%-дан аспау қажет. Клинкерді ұсатқанда гидравликалық қоспа ретінде 15%-дан аспайтын түйіршіктелген домна шлакын қосуға болады; басқа минералды қоспалар аязға төзімділікті төмендететіндіктен қолданылмайды.
Жол бетоны үшін маркасы 300-ден кем болмайтын созымды ерітінділерде сыналған портланцемент қолданылады. Жол бетонының аязға төзімділігін арттыру үшін ауа тартқыш қоспалар қосқан пайдалы.
Ақ және түсті портландцементтер
Ақ портландцементті құрамында түс беретін тотықтардың (темір, марганец, хром) мөлшері өте аз болатын шикізат материалдарынан алады. Шикізат материалдары ретінде «таза» ізбес тастар немесе мәрмәрлар мен ақ каолин сазын, ал отын ретінде клинкерді күлмен ластамайтын газ немесе мазутты қолданылады. Цемент ұнтақталуы ұсағырақ: № 008 ситодағы қалдық 10%-дан аспау керек.
Ақ цементтің әрлеуші материал ретінде сапасын анықтайтын негізгі қасиеті — ақтық дәрежесі, осы көрсеткіштрге сәйкес цемент үш сортға бөлінеді — БЦ-1, БЦ-2 және БЦ-3. Беріктігіне байланысты үш түрлі маркалы цемент шығарылады — 250, 300 және 400 (қатаң консистенциялы ерітінділеріндегі сынақ). Бірігу уақыты 30 минуттан тез басталмауы керек. Оны тек жабық ыдыста тасымалдап, сақтайды. Шикізатқа және технологиялық процеске ерекше талаптар қойылуына байланысты ақ портландцементтің жай цементпен салыстырғанда бағасы қымбатырақ болып келеді.
Түсті портландцементтерді ақ цемент клинкерін жарық және сілтіге төзімді охра, темір жоса, ультрамарин, хром тотығы, күйе сияқты минералды бояғыштармен бірге үгіту жолымен алады.
П. И. Боженов түсті цементтер алу үшін шикізат қоспасын дайындау процесінде кейбір металдардың тотықтарын қосуды ұсынған (0,05—1%). Хром (сарғыш-жасыл түс), марганец (көгілдір және барқыт-қара), кобальт (қоңыр)тотықтары жақсы түс береді. Сонымен қатар түсті цементтерді дайындау барысында пигменттермен араластыра отырып сирек түсті боялған клинкерлер алынады. Клинкердің минералогиялық құрамы да түрлі түстің болуына әсер етеді.
Ақ және түсті цементтерді қаптау жұмыстарында, өңдегіш плиткалар өндірісінде, баспалдақ басқыштарын, терезе алды плиталар, жасанды мәрмәр және т.б. жасау үшін қолданылады.
Берілген лекцияны меңгерген соң білуге міндетті негізгі ұғымдар
Гидравликалық әктас, романцемент, портландцемент, клинкер, нефелинді шлам, уүйдіру мен ұсатудың технологиялық операциялары, пластифицирленген портландцемент, гидрофобты портландцемент, тез қатаятын портландцемент.
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
1. Гидравликалық әктас құрамында белгілі мөлшерде қандай заттар болады?
2. Портландцемент түрлері?
3. Гидрофобты портландцементтің кемшіліктері?
4. Сульфитті-спиртті барда мен оның туындыларының белсенді бөліктері не?
5. Пластифицирлеу?
Ұсынылған әдебиеттер:
7.1 Негізгі әдебиеттер
7.1.1 Сулименко Л.М. Общая технология силикатов.-М.: ИНФРА-М, 2004.-336 с.
7.1.2 Товароведение и экспертиза древесно-мебельных и силикатно-строительных товаров.-Ростов н/Д: Феникс, 2002.-389 с.
7.1.3 Гаршин А.П. и др. Абразивные материалы. –Л.: Машиностроение, 1983, 231 с.
7.1.4 Бобкова И.М., Дятлова П.М., Куницкая Г.С. Общая технология силикатов.-Минск. Высшая школа. 1987, 288 с.
7.1.5 Дудеров И.Г., Матвеев Г.М., Суханова В.Б. Общая технология силикатов.-М.: Стройиздат. 1987.-560 с.
7.1.6 Таймасов Б.Т. и др. Технология производства портландцемента.-Шымкент, ЮКГУ,2004.-293 с.
7.1.7 Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе.-М.:Высшая школа, 2000.-320 с.
7.2 Қосымша әдебиеттер
7.2.1Лебедева Д.И. Создатель русского фарфора.-Л.:Наука.1978.-240 с.
7.2.2 Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров.-М.: Стройиздат. 1985.-464 с.
7.2.3 Химическая технология стекла и ситаллов./Под ред. М.М. Павлушкина.-М.:Стройиздат,1983.-426 с.
7.2.4 Строительные материалы. Справочник./Под общей редакцией А.С. Болдырева, П.П. Золотова.-М.:Стройиздат,1989.-567 с.
7.2.5 Горчаков Г.И. Құрылыс материалдары. Аударған Темірқұлов Т.Т.-Алматы.2000.-397 б.
7.2.6 Бутт Ю.М., Сычев В.В., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов.-М.:Высшая школа,1980.-472 с.
7.2.7 Пащенко А.А., Сербии В.В., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы.-Киев, Высшая школа, 1985.-440 с.
7.2.7 Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества.-М.: Стройиздат, 1979.-476 с.
7.2.8 Еремин Н.И., Наумчик А.Н., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глиноземного производства.-М.: «Металлургия», 1980.-360 с.
7.2.9 Монастырев А.В. Производство извести.-М.: ВШ, 1971.-272 с.
7.2.10 Тетеревков А.И., Печковский В.В. Оборудование заводов неорганических веществ и основы проектирования.-Мн.: ВШ, 1981.-335 с.
ДӘРІС №7 КЕРАМИКАЛЫҚ МАТЕРИАЛДАРДЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ ЖӘНЕ ӨНДІРІСТЕРІНІҢ ДАМУЫНЫҢ ТАРИХИ МӘЛІМЕТТЕРІ.
Дәріс жоспары
1. Керамика. Керамика түрлері.
2. Керамикалық бұйымдардың өндіру технологиясы.
3. Керамикалық материалдардың жіктелуі.
4. Керамика өндірісінің шикізаты.
5. Керамика құрылымы
Қысқаша конспект
Керамика ежелгі уақыттан бері белгілі және мүмкін адам баласының ең бірінші жасаған материалы шығар. Керамиканың пайда болуы адам баласының тұрақты өмір сүру салтымен байланысты, сондықтан ол тоқылған корзиналардан кешірек болды. Керамиканың бірінші үлгілері жоғары палеолит (гравет мәдениет) эпохасына жатады. Мезолит мәдениеттерінде керамика үнемі пайдаланылмаған, яғни кейін пайда болған; жаңадан жаңартылған үлгілері бұл Жапонияда дзёмон мәдениетіне белгілі. Неолитте керамика барлық археологиялық мәдениетінің атрибуты болып табылады.
Бастапқы кезде керамиканың қолмен формалаған. Үшінші мыңжылдықта құмырашының доңғалақ өнертабысы (кешкі энеолит — ертерек қола ғасыры), айтарлықтай жеделдету және қалыптау өнімдерін процесін жеңілдетті. Американың колумбиялыққа денгі мәдениеттернде үнді қыш еуропалықтардың келулеріне дейін дөңгелексіз жасалды.
Керамиканың кейбір түрлері шикізат қасиеттеріне және алынатын өңдеу жағдайларына байланысты, өндірістік процестерді біртіндеп жетілдіру арқылы қалыптасқан.
Керамиканың ең ескі түрлері — әртүрлі ыдыстар, сонымен бірге шыбық, тоқу кезінде қолданылатын салмақтар және т.б.осы тұрмыстық техника әртүрлі тәсілдермен әшекеәленген — рельеф штамп, сызу, элементтерді жапсыру арқылы жасалынған. Күйдіру тәсіліне байланысты ыдыстардың түсі әртүрлі болатын. Оларды лощит етуге, бояуға немесе орнамент дағын салуға немесе жылтыр қабаты (грек және рим керамика Terra sigillata) қамтитын әшекейлермен, түрлі-түсті глазурь («gafnerkeramika» Ренессанс) бояуға мүмкіндік болған.
Еуропада XVI ғасырдың соңына қарай (сондай-ақ, тегіне байланысты көбінесе фаянс деп аталатын) майолик пайда болды. Темір және әк құрамында кеуекті черепогімен, бірақ ақ фаянс массасы бар, ол екі глазурьмен жабылған болатын: қалайы мөлшері жоғары - мөлдір емес, және жылтыр қорғасын құймасымен (глазурью) - мөлдір.
Бұйымдарды жуықтап 1000 °C да күйдіру алдында кептірілмеген глазурь үстінде майолик бетіне декормен жазған. Жазуға арналған бояулардың химиялық құрамы глазурмен бірдей болған, бірақ олардың көп мөлшері (отқа төзімді бояу деп аталатын - көк, жасыл, сары және күлгін) жоғары температураға төзімді металдар тотығы болған. XVIII ғасырдан бастап, алдын-ала күйдірілген глазурь бетіне қолданатын муфельді бояулар қолдана бастады. Олар фарфор бетіне жазу үшін де пайдаланылады.
XVI ғасырда Германияда тас қыш ыдыстарды өндіру кеңінен таралды. Ақ (мысалы, Зигбургта) немесе түрлі-түсті (мысалы, Ререне де) өте тығыз құмыра далалық шпат және басқа да заттармен араласқан балшықтан болды. 1200-1280 °C температурада күйдіргеннен кейін тасты қыша қатты және айтарлықтай кеуекті емес бола бастады. Голландияда, Қытай керамика үлгісімен қызыл тасты қыша заттарды өндіреді.
Тасты керамика сондай – ақ Веджвудпен Англияда да жасалынған. Сондай-ақ, жұқа фаянс қыша керамиканың ерекше түрі ретінде ақ кеуекті черепогі бар ақ глазурьмен қапталған XVIII ғасырдың бірінші жартысында Англияда пайда болды. Фаянс черепогінің қаттылығына байланысты, әк құрамы жоғары — жұмсақ жұқа қыша, әк құрамы төмендеу — орта, және әк құрамы жоқ – қатты деп бөлінеді. Соңғысы, құрамы және қаттылығы бойынша тас керамикаға немесес фарфорға келеді.
Керамикалық материалдар мен бұйымдардыңнегізгі түрлері
Қалыптастыру, кептіру және кейін қыздыру арқылы бейорганикалық және органикалық қоспалармен табиғи саздан жасалған жасанды тас материалдарды керамикалық деп атайды. Керамикалық материалдар өндіру — көне және ең көп таралған, ол б.з.д. бірнеше мыңжылдықтар бұрын пайда болды.
Керамикалық материалдарының жағымды қасиеттері болып жоғары беріктік, ұзақ жұмыс жасайтыны, жоғары теплотехникалық қасиеттері, дайындау жеңілдігі, сонымен бірге оларды өндіруге арналған шикізаттың жаппай таралғаны табылады. Жағымсыз қасиеттеріне олардың сыңғыштығы, салыстырмалы түрде жоғары көлемдік салмағы және керамикалық материалдардың бөлігінің шағын мөлшерінен өнеркәсіптігі емес жатады.
Керамикалық материалдарды өндірудің технологиясы
Керамикалық плиткалардың технологиялық схемасы мынадай фазаларды қамтиды:
1. Шликер (қаймақ тәрізді құйма) дайындау;
2. Бұйымдарды формалау;
3. Кептіру;
4. Глазурь дайындау және глазурьмен бояу (эмальдау);
5. Күйдіру.
Керамикалық массаларал үшін шикізат пластикалық ( саз және каолин ) және пластикалық емес деп бөлінеді. Шамот және кварц қоспалар бұйымдардың шөгуін және жарылу мүмкіндігін формалау сатысында азайтады. Шыны түзушілер ретінде қорғасын суригін, бураны пайдаланады.
Шликер дайындау
Шликер дайындау үш фазада жүреді:
1. Бірінші фаза: далалық шпатты және құмды ұнтақтау (ұнтақтау 10 – 12 сағат аралығында жүреді);
2. Бірінші фазаға саз қосылады;
3. Екінші фазаға каолин қосылады. Дайын шликер сыйымдылықтарға құйылып, кейін қандай да бір уақыт сақталынады.
Шикізат қоймасынан қабылдаушы бункерлерге тасымалдау үшін көлік (погрузчик) көмегімен жүргізіледі. Одан конвейер арқылы шарлы диірменге (ұсақтау үшін) немесе турбоеріткіш құбырларына (саз және каолин таратылу үшін) жіберіледі.
Глазурь дайындау үшін бөлме
Глазурь — қыша черепок бетінде қабат қалыңдығы 0,12 — 0,40 мм балқытылған жылтыр қорытпалар. Глазурь черепок өнімін тығыз және тегіс қабатмен жабу үшін, сонымен бірге тығыз черепогімен бұйымдарға жоғары беріктік және сыртқы пішіні тартымды, механикалық және химиялық әсерлерінен қорғау және диэлектрлік қасиеттерін қамтамасыз ету үшін қолданылады.
Глазурь құрамына жұқа ұсақталған цирконий, бор, ақ (белила) кіреді. Технолог анықтаған контейнерлердің біріне дайын глазурь құймасын жүктейді. Өндіру барысында ақаулар пайда болмауы керек болғандықтан металл қоспаларын бөліп алу қажет, ол үшін вибросита және магнит ұстағыштардан бірнеше рет өткізеді. Құрамына желім қосып глазурді технологиялық желісіне жібереді.
Форалау
Қалыптастыру алдында шликерді контейнерлердің біріне енгізеді. Үш контейнер белгілі бір стенд үшін (күніне бір рет астырылып) кезекпен қолданылады. Алдыңғы қалыптаудан кейінгі шликер қалдықтарынан формалу ыдысын алдын ала тазартады, шликер суымен өңдейді және кептіреді.
Кептірілген формаларға шликерді құяды. Формалар 80 құймаға есептелінеген. Формалау кезінде құйю тәсілі қолданылады. Қалыптастыру ыдысы судың бөлігін өзіне сіңіреді, сондықтан шликер көлемі азаяды. Форманың ішіне қажетті көлемді сақтау үшін шликер қосады.
Бұйымдар қатайғаннан кейін кептіріледі, және бірінші реттік бұйымдардың пайдасаздығын (сызаттар, деформация) анықтау жүргізіледі.
Керамикалық материалдар мен бұйымдарды жіктеу
Жіктеу негізінде күйдірілген материалдың мақсаты, құрылымы және бастапқы шикізат сапасы қойылды. Керамикалық материалдар мен бұйымдар мақсаты бойынша қабырғалы (кірпіш, тас, қуыс); шатыр (черепица); жылу оқшаулау (керамзит , aглопорит); қаптауға арналғандар (тақтайшалар, кірпіш, тастар); құбыр (канализация, дренаж); санитарлық-техникалық (қолжуғыштар, раковиналар және т.б.); еден үшін (плиткалар); жол ( клинкер ); отқа және қышқылға төзімді өнімдері деп бөлінеді
Черепоктарды күйдіргеннен кейін құрылымы бойынша барлық керамикалық құрылыс материалдар саңылаулы және тығыз деп бөледі. Саңылаулы материалдар су сіңіруі 5% және одан да жоғары, ал тығыз — 5% тен кем деп сипаттайды.
Керамикалық бұйымдар глазурленген немесе глазуленбеген болуы мүмкін. Глазурлер бұйымдарға сырткы әсерлерге берік болуға, су өткізбейтін болады және жоғары декоративті сапасын береді. Бастапқы шикізат сапасы бойынша керамикалық матеиалдарды және бұйымдарды күрделі, жұқа және отқа төзімді деп бөледі.
Керамика өндірісінің шикізаты
Керамикадан жасалыналатын бұйымдар үшін қолданылатын шикізат материалдарын екі топқа бөледі: сазды (иілгіш) және иілгіш емес. Ілгіш материалдар (саз, каолин) — негізгі шикізат. Иілгіш емес материалдарды технологиялық процесі барысында роліне байланысты бөледі: сарқып алатын және флюстар (батпақтар).
Сарқып алатын материалдарды қоспаға кептіру және күйдіру кезінде отырып қалмасы, сонымен бірге дайындау процесі барысында бұйымдардың формаларын сақтау керек, кептурі және күйдіру процесін жеңілдету мен тездету үшін енгізеді. Керамикалық бұйымдарды өндіру барысында сарқып алатын материалдар ретінде кварцты топырақ, шамот және тағы басқа материалдарды (шлак, күл және т.б) қолданады.
Флюстар (батпақтар) күйдіру барысында керамикалық черепоктардың агломерациялануын жақсартады, бұйымдарды күйдіру температурасын төмендетеді. Бұйымдарды кептіру процеінде батпақтар сарқытып алатын материалдардың ролін атқарады. Батпақтар ретінде керамикалық бұйымдарды жасаған кезде дала шпатын, пегматиттарды, нефелин концентраттарын, перлиттерді, шыны сынықтарын енгізеді.
Саздың негізгі сипаттамалары
Қерамикалық бұйымдарды дайындау кезінде шығу тегі минералды шикізаттарды – каолинде, сазбалшықтар, кварц, әк тас, дала шпаттарын және т.б. қолданады. Керамикалық бұйымдарды өндірсінде ең ежелгі және негізгі шикзат болып саз табылады.
Саз – жалпы химиялық формуласы n Al2O3 • mSiO2 • zH2O гидроалюмосиликаттардан тұратын шөгінді тау жыныстары. Сазды материалдардың бөлшектерінің мөлшері аз (0,01–10 мкм) болады және формасы негізінде пластинка тәрізді. Олар химиялық құрылымына тек қана суды (химически байланысты су) қосып алуға қабілетті емес, сонымен бірге оны бөлшектер маңайыда жұқа қабатты қабықша түрінде (физикалық байланысты су) ұстап тұруға да қабілеті бар. Сазды суландырғанда су минералдың қабат арасындағы кеңістігіне кіреді және оның қабаттары бір-біріне қатысты жеңіл ығысуға мүмкіндік алады. Саздың ең маңызды қасиеттерінің бірі – иілгіштігі осымен ұғындырылады. Қазіргі кезде белгілі келесі сазды материалдар: каолинит, монтмориллонит, галлуазит и иллит (гидрослюда), олар барлық саздардың түрілерінің минералды құрамын анықтайды.
Саздардың химиялық құрамдары кең аралықта өзгеріп отырады және минералды құрамы мен қоспалардың болуына тәуелді болады. Саздардың негізгі компоненттері болып крмнезем SiO2, глинозем Al2O3, сілті және жер сілтілік металдардың тотығы K2O, Na2O, CaO, MgO, Fe мен Ti тотықтары табылады. Химиялық анализдеу негізінде қандай да бір өндірістерде саздың қолдануға болады болмайтынын білуге болады, бірақ саз құрамында тек қана сазды минералдар ғана болмайды және әдеттегідей құрамында кварц, дала шпаты, карбонаттар, темір тотықтары, слюдалар, сонымен бірге органикалық қосылыстар болады. Сойтіп, сапасы жоғары (тазартылған) каолинде болады (%): каолинит – 85–90, кварц – 7–10, дала шпаты – 3–5. Кәдімгі полимерлы қыша балшық құрамында (%) болады: сазды минералдар – 45–60, кварц – 25–35, карбонаттар – 2–8. Балшық құрамында органикалық қоспалар 3-4 тен 18-20 % -ға дейін ауытқиды.
Глинозем Al2O3 құрамы негізінде саздың отқа төзімділік дәрежесін анықталады; сойтіп, отқа төзімді керамикалық бұйымдарды жасау үшін Al2O3 мөлшері 28% -ден кем емес сазды қолданады. Керісінше калий, натрий тотықтары күшті балқитын балшықтар болып табылады және отқа төзімді саздар құрамында 2% -тен жоғары болмауы керек. Саз құрамында Fe2O3 және TiO2 2% -тен жоғарлығы күйдіруден кейін саздың түсі қызғылтым болатынын білдіреді, ал 5% -тен жоғарлығы – қара-қызыл түс беретінін. Күйдіру температурасы 1000 0С жоғары кезде CaO және MgO күшті сазды балыштар болып табылады; осы компоненттерді фарфор өндірісінде қолдануға болмайды, ойткені олар фарфорлы массаның өзгеруінің қабілетін жоғарлатады.
Иілгіштік деп суға араластырған кезде қамыр түзетін, кез келген пішін (форма) қабылдайтын, сыртқы күштердің әсерінен қандай да бір форма алып және одан әрі өңдеу (кептіру және күйдіру) барысында оны сақтау қабілеті бар саздың қасиетін айтады. Саздың иілгіш жағдайы нәзік (құрғақ саз) пен ағынды (сазды суспензия) аралық күйлерін сипатталады. Сазды минералдар иілгіштігі құрамында сазбалшығы бар массалардың иілгіш формалау әдісіне негізделген.
Иілгіштігі бойынша табиғи саздар екі негізгі топтарға бөлінеді: жоғары иілгіш болудан тым иілгіш емеске дейін
Күйдірілу бойынша – күйдірілген үлгісінде ашық саңылауларының көлемі – саз балшықтар үш категорияға бөлінеді: қатты күйдірілген, нашар күйдірілген, күйдірілмеген. Күйдірілу жақсы болу үшінсаз құрамына балшық (немесе флюстар) – дала шпаттардың түрі (сілтілік немесе жерсілтілік металдардың алюмосиликаттары) қосады.
Отқа төзімділігі бойынша саздар үш топқа бөлінеді: жеңіл балқитын, қйын балқитын, отқа төзімді.
Кептіруге сезімталдығы бойынша – сызатсыз мәжбүрлі кептіру мүмкіндігі - саз үш санатқа бөлінеді: жоғары сезімтал, орташа сезімтал, сезімталдығы аз. Бұйымдардың жақсы кебуіне иілгіш емес, сарқып алатын материалдардың қолданылғаны көмек береді. Саз құрамына енгізгені бұйымдардан судың жойылуын жеңілдетіп, олардың сызат түзілу және деформацияға берілу мүмкіндігін азайтады. Сарқып алатын (отощающие) материалдар – кварцты топырақ, дала шпаты, шамот және т.б.
Шамот – дегидратталған (450 °С –дан жоғары температурада күйдірілген) және уатылған саз. Тиісті жабдықтары жоқ шағын өндіріс жағдайында, шамот дайындау үшін отқа төзімды зауыт дайындайтын сазды ұнтақ пайдалануға болады.
Достарыңызбен бөлісу: |