20. Які глини використовуються для виробництва керамічних виробів? Товарознавча характеристика.

Каолін служить сировиною керамічного і гончарного виробництва (цегла, дахова черепиця, дренажні і каналізаційні труби, горшки тощо). Після обпалення при 1200—1300°С керамічні вироби втрачають здатність поглинати воду і мають відносно високу механічну міцність.

Чистий каолін використовують при виготовленні фарфорових і фаянсових виробів, які обпалюють при 1300—1400°С. Каолін застосовують як наповнювач у паперовій промисловості. Україна має величезні запаси каоліну, найбільші родовища якого розвідані у Дніпропетровській (Просянівське), Вінницькій (Глуховецьке), Донецькій (Володимирське) та Черкаській (Новосемизьке) областях.

Бентонітові глини високі адсорбційні властивості і широко використовуються як природний адсорбент для очищення продуктів нафтопереробної, коксохімічної та харчової промисловості, в ливарному виробництві для виготовлення формувальної суміші, чорній металургії, керамічному виробництві, харчовій промисловості, як наповнювач при виготовленні паперу, гуми і багатьох предметів широкого вжитку, медицині і фармакології, сільському господарстві. В будівництві бентоніт використовують при виробництві морозостійкої та міцної цегли та черепиці, керамзиту, при виробництві доріг як водо ізолююча основа при укладанні асфальту, як заземлюючий матеріал при будівництві електротехнічних споруд.Родовища бентонітів розробляють у Черкаській (Дашуківське родовище бентоніту — 104,7 млн. т) та Закарпатській (Горбське) областях, відомі також у Донбасі, Хмельницькій області (Пижевське і Жабинське родовища бентоніту), Криму (Курцівське), Придністров’ї.

Суглинки та супіски використовуються в будівельній справі (виробництво цегли) і в силікатній промисловості. Глинисті сланці використовуються для виготовлення пористих штучних заповнювачів покрівельних матеріалів, у виробництві лінолеуму, ізоляційних матеріалів і гумових виробів.Аргіліт використовують для виробництва будівельної кераміки, вогнестійких матеріалів, цементу, при литтєвому виробництві, у паперовій та гумовій промисловості.Алевроліт застосовується при виробництві пористих штучних заповнювачів, а лес - у вигляді добавок.

Основними сферами застсування глини та глинистих порід є:

У виробництві будівельної кераміки (цегла, камені і плитки керамічні різних видів, черепиця й ін.) використовуються в основному легкоплавкі глини і суглинки, рідко лес, аргіліти, глинисті сланці (попередньо розмолоті).

Для додання декоративного вигляду і стійкості до зовнішніх впливів поверхню деяких керамічних виробів покривають глазур'ю або ангобом. Шар глазурі, нанесений на поверхню керамічного матеріалу, закріплюють на ній випаленням при високій температурі. Глазурі - це скла, які можуть бути прозорими і непрозорими (глухими), різного кольору. Головними сировинними компонентами глазурі є: кварцовий пісок, каолін, польовий шпат, солі лужних та лужноземельних металів, оксиди свинцю, борна кислота, бура та ін. Їх застосовують в сирому вигляді, або сплавлення - У вигляді фритти. Оксид свинцю замінюють менш шкідливим оксидом стронцію.

Ангоб готують з білої або кольорової глини і наносять тонким шаром на ще не обпалені вироби. При випаленні ангоб не плавиться, тому поверхня виходить матовою. Ангоб за своїми властивостями повинен бути близький до черепку.

Для виробництва виробів грубої кераміки (кислототривкі вироби, каналізаційні труби, дренажні труби, плитки для підлоги, клінкерна цегла й інші вироби) використовуються в основному тугоплавкі глини, а також низькоспікливі різновиди вогнетривких глин (клінкерна цегла).

Для виготовлення кислототривких виробів належить використовувати низькоспікливі середньопластичні тугоплавкі і вогнетривкі глини. Вони не повинні мати включень сірчаного колчедану, гіпсу і сполук заліза, а вміст карбонатів Ca і Mg не повинен перевищувати 3%.

Для виробництва клінкерної цегли можуть бути використані легкоплавкі глини і суглинки, що не містять домішок крупного піску, включень карбонатів, гіпсу, вугілля. Основними показниками їхньої придатності є великий інтервал спікливості (не менше 100 ^оC), що забезпечує однорідну спікливість черепка, і температура початку деформації не нижче 1200 ^оC. Глини і суглинки, що не мають необхідного інтервалу спікання, або високоспікливі (при t вище 1300 ^оC) належить використовувати у виробництві зазначених виробів за умови введення домішок – плавнів. Придатність сировини встановлюється за якістю готових виробів, що нормується відповідними державними нормативними документами.

Для виробництва каналізаційних труб і плиток для підлоги використовуються тугоплавкі і вогнетривкі глини, що мають однорідний склад, низьку температуру спікання й інтервал спікання не менше 200 ^оC. Для виробництва цих труб використовують пластичні вогнетривкі і тугоплавкі глини з вмістом Al₂O₃ не менше 16%.Основною сировиною для виробництва труб є тугоплавкі глини з низькою температурою спікання – до 1200 ^оС. Найкращими глинами вважаються каолініто-гідрослюдисті і каолінітові, менш придатними – каолініто-монтморилонітові.

Для приготування глазурі використовують легкоплавкі глини, перліт, марганцеву руду.

Для виробництва виробів тонкої кераміки (порцеляна, напівпорцеляна, фаянс, електро- та радіокераміка) як основний компонент використовується каолін із дуже низьким вмістом барвних оксидів, а як зв'язуючий - різновиди білообпалюваних пластичних вогнетривких глин і бентонітові глини.

Для виготовлення санітарно-будівельних виробів застосовують пластичні матеріали - вогнетривкі біловипалені глини і каоліни переважно мокрого збагачення, плавні і опіснюючі - польовий шпат, пегматит, кварцовий пісок, доломіт і бій готової продукції (череп). Крім того, для поліпшення кольору черепка вводять в невеликій кількості сульфат кобальту, а для підвищення текучості шлікера - електроліти, рідке скло і соду. Типовим є склад, %: глина гідрослюдисто-каолінова – 20, каолін – 28-30, польовий шпат – 22-24, кварцовий пісок – 21-23, шамот – 5-10.Використання в масах бентоніта (1,5-2,5%) поліпшує їх литтєві властивості і якість виробів. Як опіснюючі матеріали використовують кварцевий пісок або кварцевий митий пісок .

Для виробництва вогнетривких виробів слід використовувати вогнетривкі глини і малозалізисті боксити, що мають ряд переваг перед глинами.

Наявність окремих оксидів у складі глин впливає на їхню якість. Так, із збільшенням вмісту Al₂O₃ з обмеженим вмістом оксидів заліза підвищується вогнетривкість. Вільний кремнезем, що присутній у вигляді піску, зменшує пластичність, усадку, зв'язуючу властивість. Присутність Fe₂ O₃, FeO, CaO, MgO і лугів знижує вогнетривкість, крім того, оксиди заліза викликають появу на черепку виплавок, мушок, плям жовто-бурого кольору. Шкідливий вплив на якість виробів мають також сполуки сірки. Остаточно робити висновки щодо придатності сировини для виробництва певного виду виробів слід лише після проведення технологічних випробувань із дослідженням якості готової продукції.

Для виробництва керамзиту використовуються в основному легкоплавкі глини, глинисті сланці, суглинки, що мають властивість спучуватися під час нагрівання їх до температури 1050-1250 ^оC.