- •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
4. Добавка - метилсиликонат натрия имеет следующую структурную формулу:
где n = 11.
Добавка относится к олигомерным этиловым эфирам ортокремневой кислоты; является анионактивным веществом.
Добавка метилсиликоната натрия – выполняет одновременно роль пластификатора и диспергатора глинистых частиц. Благодаря своему строению и размерам цепочек молекул (плоские короткие цепочки с поперечным разрезом порядка 30х5х2 Аº) данная добавка обладает наибольшей стабилизирующей способностью по сравнению с С–3 – продуктом поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида и тем более с техническим лигнином.
Максимальный диспергирующий эффект наблюдается при введении данной добавки – метилсиликоната натрия в каолинитогидрослюдистые глины и минимальный – в монтмориллонитовые глины.
Для изготовления образцов использовалась каолинито-гидрослюдистая глина, а в качестве добавочных компонентов – мел, стеклобой и водный раствор метилсиликоната натрия.
Приготовление керамической шихты осуществлялось совместным мокрым помолом всех сырьевых компонентов в фарфоровой шаровой мельнице. Из полученного шликера влажностью 50 % изготавливался пресс-порошок в башенной распылительной сушилке. Из пресс–порошка с влажностью 5–6 % формовались образцы - цилиндры диаметром и высотой 5 см путем прессования при удельном давлении 20–25 МПа на гидравлическом прессе. Затем образцы высушивались и подвергались обжигу в муфельной печи при максимальной температуре – 950 ºС. Составы керамических шихт приведены в табл. 6.1, а свойства полученных изделий в табл. 6.2.
Таблица 6.1
Компоненты шихты, масс. % |
Содержание компонентов масс. %
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Глина каолинито-гидрослюдистая |
84 |
76 |
78 |
81 |
84 |
Стеклобой |
6 |
4 |
2 |
4 |
6 |
Мел |
10 |
20 |
20 |
15 |
10 |
Метилсиликонат натрия (сверх 100 %) |
- |
0,1 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
Таблица 6.2
Физико-механические свойства обожженных изделий
Свойства |
Номер шихты |
Извест-ный прототип (А.С. № 1511242) |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||||||
Предел прочности при сжатии, МПа |
28 |
31,5 |
35,8 |
33,2 |
29 |
27–28,3 |
||||
Предел прочности при изгибе, МПа |
15–16 |
17–18 |
17–18 |
16–17 |
15–16 |
- |
||||
Усадка, % |
2–3 |
1–2 |
1–2 |
1–2 |
2–3 |
- |
||||
Водопоглощение, % |
6–7 |
5–6 |
5–6 |
5–6 |
6–7 |
- |
||||
Цвет черепка |
кремовый |
- |
||||||||
Морозостойкость, циклов |
>80 |
>85 |
>90 |
>85 |
>80 |
58–65 |
На основании выполненных исследований [77] рекомендуется керамическая шихта для изготовления строительных изделий, включающая каолинито-гидрослюдистую глину, щелочесодержащий и щелочноземельный плавни и добавку – метилсиликонат натрия. С целью повышения предела прочности при сжатии и изгибе, а также при снижении температуры обжига шихта дополнительно содержит добавку метилсиликоната натрия при следующем соотношении компонентов, масс. %: глина каолинито-гидрослюдистая – 76; стеклобой - 20; мел – 4; (сверх 100 %) метилсиликонат натрия 0,1 %.
Рекомендуемая температура обжига – 950 ºС.