Учебное пособие «керамические материалы»

34
3 Сырье для производства керамических материалов 
 
Основным сырьевым материалом для производства строительных 
керамических изделий является глинистое сырье, применяемое в чистом 
виде, а чаще в смеси с добавками - отощающими, породообразующими, 
плавнями, пластификаторами и др. 
Глинистое сырье (глины и каолины) – продукт выветривания 
изверженных полевошпатных горных пород, содержащий примеси других 
горных пород. Глинистые минеральные частицы диаметром 0,005 мм и менее 
обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное 
тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига 
приобретающее водостойкость и прочность камня. 
Помимо глинистых частиц в составе сырья имеется определенное 
содержание пылевидных частиц с размерами зерен 0,005 – 0,16 мм и 
песчаных частиц с размерами зерен 0,16 – 2 мм. 
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. 
Поэтому глина, смешанная с водой, дает легко формуемую пластичную 
массу. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается по объему. Этот 
процесс называется воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье 
глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка их. В 
зависимости от этого глины подразделяются на высокопластичные, 
среднепластичные, умеренно-пластичные, малопластичные и непластичные. 
Высокопластичные глины имеют в своем составе до 80 – 90% глинистых 
частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28% и 
воздушную усадку 10 – 15%. Средне-и умеренно-пластичные глины имеют в 
своем составе 30 – 60% глинистых частиц, число пластичности 15 – 25, 
водопотребность 20 – 28% и воздушную усадку 7 – 10%. Малопластичные 
глины имеют в своем составе от 5% до 30% глинистых частиц, 
водопотребность менее 20%, число пластичности 7 – 15 и воздушную усадку 
5 – 7%. Непластичные глины не образуют пластичное удобоформуемое 
тесто. 
Глины с содержанием глинистых частиц более 60% называют 
«жирными», отличаются высокой усадкой, для снижения которой в глины 
добавляют «отощающие» добавки. Глины с содержанием глинистых частиц 
менее 10-15% - «тощие» глины, в них при производстве изделий вводят 
тонкодисперсные добавки, например, бентонитовую глину. 
Различное сочетание химического, минералогического и гра-
нулометрического состава компонентов обуславливает различные свойства 
глинистого сырья и пригодность его для получения керамических изделий 
тех или иных свойств и назначения. 
Гранулометрический состав глин тесно связан с минералогическим 
составом. Песчаные и пылевидные фракции представлены главным образом 

35
в виде остатков первичных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и 
др.). Глинистые частицы в большинстве своем состоят из вторичных 
минералов: 
каолинита 
Al
2
O
3
·2SiO
2
·2H
2
O, 
монтмориллонита 
Al
2
O
3
·SiO
2
·4Н
2
O, гидрослюдистых и их смесей в различных сочетаниях. 
Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую 
окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются 
тугоплавкостью, малопластичны и малочувствительны к сушке. 
Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно 
набухают, при формовке склонны к свилеобразованию, чувствительны к 
сушке и обжигу с проявлением искривления изделий и растрескивания. 
Высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием 
монтмориллонита называют бентонитами. Содержание в них частиц 
размером менее 0,001 мм достигает 85-90%. Образцы с преобладанием в 
глинистой 
части 
гидрослюдистых 
минералов 
характеризуются 
промежуточными показателями пластичности, усадки и чувствительности к 
сушке. 
Химический состав глин выражается содержанием и соотношением 
различных оксидов. В керамическом сырье содержание важнейших оксидов 
колеблется в широких пределах: SiO
2
– 40 – 80%; Аl
2
O
3
– 8 – 50%; Fe
2
O
3
– 0 – 
5%; CaO– 0,5 – 25%; MgO – 0 – 4%; R
2
O – 0,3 – 5%. 
С увеличением содержания Аl
2
O
3
повышается пластичность и 
огнеупорность глин, а с повышением содержания SiO
2
пластичность глин 
снижается, увеличивается пористость, снижайся прочность обоженных 
изделий. Присутствие оксидов железа снижает огнеупорность глин, 
тонкодисперсного известняка придает светлую окраску и понижает 
огнеупорность глин, а камневидные включения его являются причинами 
появления дутиков и трещин в керамических изделиях. Оксиды щелочных 
металлов (Na
2
O и К
2
O) являются сильными плавнями, способствуют повы-
шению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности. Наличие в 
глинистом сырье растворимых солей сульфатов и хлоридов натрия, кальция, 
магния и железа вызывает появление белых выцветов на поверхности 
изделий. 
Для изготовления отдельных видов огнеупорных теплоизоляционных 
изделий применяют глинистое сырье из трепелов и диатомитов, состоящие в 
основном из аморфного кремнезема, а для производства легких заполнителей 
используют перлит, пемзу, вермикулит. 
В настоящее время природные глины в чистом виде редко являются 
кондиционным сырьем для производства керамических изделий. В связи с 
этим их применяют с введением добавок различного назначения. 

жүктеу/скачать 3.55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: