- •Печатается по решению редакционно-издательского совета
- •Isвn 978-5-89040-417-6 © Турченко а.Е, Суслов а.А, 2012
- •Теоретические и научно-практические редпосылки формирования структуры дисперстных глинистых минералов и свойств сырца керамических материалов
- •1.1. Формирование глинистых минералов и пород в естественных условиях
- •1.2. Основные виды структур глинистых минералов
- •1.3. Особенности межчастичных взаимодействий глинистых минералов в водных дисперсиях
- •Физико-химические свойства мономинеральных глин
- •Между структурными элементами:
- •Особености влияния химических добавок на свойства шихты, сырца и обожженных изделий
- •2.1. Классификация и общая характеристика химических добавок
- •2.2. Опыт применение добавок пав при производстве керамических изделий
- •Влияние добавок пав на структурные свойства глинистых дисперсий
- •А) без добавок
- •Б) с ионогенной гидрофилизирующей добавкой
- •В) с ионогенной гидрофобизирующей добавкой
- •Каолиновой дисперсии с анионактивными добавками при прессовании
- •3. Методика проведения исследований
- •3.1. Выбор сырьевых материалов для изучения влияния ионогенных добавок пав на свойства «модельных и реальных» глинистых дисперсий
- •Содержание кальция и магния в глинах
- •Содержание калия и натрия в глинах
- •Характеристика добавок поверхностно-активных веществ
- •Характеристика добавок электролитов
- •3.2. Методика оценки массовой доли ионогенных добавок пав на процессы структурообразования формовочных масс и готовых изделий
- •Изменение сорбционных свойств каолина в зависимости от вида и массовой доли добавок
- •Изменение сорбционных свойств бентонита в зависимости от вида и массовой доли добавок
- •Изменение сорбционных свойств каолинито-монтмориллонитовой глины (латненская – лт) в зависимости от вида и массовой доли добавок
- •Изменение сорбционных свойств пресс-порошка в зависимости от вида и массовой доли добавок
- •Р ис. 4.1. Изменения эффективной удельной поверхности глинистых дисперсий в зависимости от вида и массовой доли добавок
- •4.2. Исследование влияния ионогенных пав на формирование контактов микроструктуры глинистых дисперсий
- •Из пресс-порошка с гидрофобизирующей добавкой. Увеличение х 15 000
- •4.3. Исследование влияния ионогенных пав на процессы прессформования и свойства сырца керамических изделий
- •В зависимости от вида ионогенной добавки и формовочной влажности Выводы
- •5. Оптимизация технологических параметров изготовления керамических облицовочных материалов с использованием ионогенных пав
- •5.1. Оптимизация состава и температуры обжига модельной системы «глина – плавни» при введении ионогенных пав
- •Уровни варьирования содержания плавней в шихте
- •Матрица планирования и физико–механические свойства керамических изделий, обожженных при температуре обжига 1000 ºС
- •С добавкой б) «Пеностром»
- •С добавкой в)
- •С добавкой в)
- •5.2. Исследование влияния вида и массовой доли ионогенных пав на сорбционные свойства шихты и физико-механические характеристики керамических изделий
- •4. Добавка - метилсиликонат натрия имеет следующую структурную формулу:
- •6.2. Рекомендации по оптимизации производственного состава керамической плитки для внутренней облицовки на основе многокомпонентной шихты вкз
- •Оптимизация состава проводилась с использованием д - оптимального метода планирования трехфакторного эксперимента [74, 75] (табл. 6.4).
- •Уровни варьирования рецептурно-технологических факторов
- •На основании полученных результатов показано влияние ионогенной добавки на физико-механические свойства керамических плиток табл. 6.5.
- •Результаты определения воздушной усадки
- •Результаты определения огневой и общей усадок
- •От массовой доли добавки гкж-11 и температуры обжига
- •Керамического кирпича от содержания добавки гкж-11 и температуры обжига
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
В зависимости от вида ионогенной добавки и формовочной влажности Выводы
1. Установлено, что сорбционная активность различных видов глинистых минералов определяется их структурным строением, эффективной удельной поверхностью, которая, в свою очередь определяется количеством адсорбционной влаги.
2. Показано, что эффективная удельная поверхность глин и количество адсорбционно-связанной воды увеличивается при использовании ионогенных добавок, что способствует улучшению формовочных свойств пресс-порошка.
3. На основании анализа выполненных исследований можно предположить, что применение добавок с массовой долей соответствующей ККМ обеспечивает улучшение формовочных свойств шихты, повышение плотности сырца.
4. Показано, что введение ионогенных добавок в интервале влажности формовочной массы от 5 до 15 % позволяет снизить давление прессования, необходимое для обеспечения заданной плотности сырца. Также, является достаточно обоснованным допущение, что увеличение в системе «свободной» воды приводит к более раннему проявлению действия капиллярных сил, способствующих самоуплотнению системы. Таким образом, управление внутренними силами дисперсно-глинистой системы при введении ионогенных добавок обеспечивает получение прессованных изделий высокой плотности при снижении удельного давления прессования.
5. Оптимизация технологических параметров изготовления керамических облицовочных материалов с использованием ионогенных пав
5.1. Оптимизация состава и температуры обжига модельной системы «глина – плавни» при введении ионогенных пав
Для исследования влияния различных факторов на процесс формирования структуры керамических изделий использован метод Д – оптимального планирования эксперимента [74, 75]. Математические модели взаимосвязи свойств материалов с параметрами их изготовления имеют вид уравнений в виде полинома.
Планирование эксперимента проводилось на модельной шихте, следующего состава: латненская глина (светложгущаяся), щелочесодержащий компонент – молотый стеклобой и щелочноземельный плавень - мел, и сверх 100 % – ионогенная добавка («Пеностром» или ГКЖ-11 с массовой долей 0,2 %).
Приготовление шихты осуществлялось совместным мокрым помолом всех компонентов в шаровой фарфоровой мельнице, а прессование образцов производилось при влажности 8 % и давлении 20 МПа. Обжиг образцов осуществлялся при максимальной температуре 950, 1000, 1050 ºС с выдержкой в течение 10 мин.
В качестве варьируемых факторов, определяющих свойства керамических изделий были приняты:
R2O – массовая доля щелочесодержащего плавня и RO – щелочноземельного компонента.
Выбор данных факторов обусловлен теоретическими основами синтеза новообразований в условиях скоростного режима обжига [76, 77, 78].
В качестве основных физико-механических свойств керамических облицовочных изделий определялись предел прочности при изгибе (Rизг) и общая линейная усадка (У). Условия проведения эксперимента представлены в табл. 5.1, матрица планирования и результаты испытаний в табл. 5.2–5.4.
Таблица 5.1