4. Методы изучения керамического сырья. (химический, гранулометрический, минералогический состав)

Химический состав глины. Хим.состав каолинов, огнеупорных и легкоплавких глин значительно отличается друг от друга. Природные каолины содержат в своем составе минимальное количество примесей, в то время, как кирпичные легкоплавкие глины - максимальное их количество. Основным оксидом. От которого зависит прочностные показатели, является Al₂O₃, входящий в глину в составе глинистых минералов. По данным ряда исследований существует прямая зависимость между %-м содержанием Al₂O₃ в глине и пределом прочности при сжатии готовых изделий. В процессе обжига происходит уплотнение изделий, характеризуемое огневой усадкой, меняется цвет черепка, который зависит от присутствия в массе красящих оксидов, в частности железа. Оксид железа придает черепку красный цвет. Закись железа - от голубого до синего. Прочность и водостойкость изделия приобретают вследствие образования стекловидной фазы из алюмосиликатов щелочных металлов, силикатов закечей железа, цементирующих гидратированную глину и зерна кварца.

Кремнезем придает изделиям огнеупорность, но при содержании кремнезема в глинах более 65% глина становится запесоченной – тощей, что сказывается на снижении физико-механических свойств у готовых изделий. Кремнезем находится в глине, в составе глинистых минералов в связанном состоянии и в виде кварцевого песка.

Железосодержащие соединения: пирит FeS_2, гидроксидов – лимонита, гидрогематита, карбоната – в тонкодисперсном состоянии они снижают температуру плавления глин, красный, желтый и коричневые цвета обуславливаются присутствием оксида железа в различных состояниях гидратации.

Карбонаты – снижают огнеупорность и уменьшают интервал спекания глин.

Гранулометрический состав глин - %-ное содержание зерен различной величины глинистой породы. Глинистое сырье по зерновому составу делится на: - высокодисперсное, если оно содержит фракции размером менее 0,01 мм более 85% и фракций менее 0,001 мм больше 60%, -дисперсное, если оно содержит фракции менее 0,01 мм от 40 до 85% и фракций менее 0,001 мм менее 20%. Чем больше дисперсность глинистого сырья, тем больше его пластичность. По виду преобладающих включений различают глинистое сырье с кварцевыми, карбонатными, железистыми, гипсовыми и другими включениями.

Минералогический состав глин. По минералогическому составу глины делятся на мономи­неральные и полиминеральные. К мономинеральным глинам относятся глины, содержащие, в основном, один глинистый минерал. Это каолины, основ­ным глинистым минералом которых является каолинит и бен­тониты, содержащие преимущественно минерал монтморил­лонит. Материнские минералы глин всех видов являются алюмосиликатными породами, содержащими прежде всего полевые шпаты. Но кроме полевого шпата к исходным (материн­ским) минералам относятся так называемые «заменители полевых шпатов»: фарфоровый шпат (пассадит), частично каолинизированный известково-натриевый алюмосиликат, бе­рилл 3BeOAl₂O₃-6SiO₂, а также различные виды слюд. Полевые шпаты, а особенно их кислые разновидности, являются признанными каолинообразователями.

По химическому составу глинистые минералы представляют собой водные алюмосиликаты, отвечающие формуле:

Al₂O₃·(0,3-8,0)SiO₂·(0,5-19,0)H₂O

По составу и структуре кристаллической решетки они делятся на три большие группы: Группа каолина, группа монтмориллонита, группа щелочесодержащих.

Усовершенствованная методика исследований глинистого сырья для производства керамического кирпича способом пластического формования позволяет:

- получить более полную, точную и полезную информацию о свойствах глины;

- повысить уровень лабораторных исследований;

- использовать потенциальные возможности глинистого сырья для повышения качества и расширения ассортимента керамических материалов.