5. Система глина-вода. Виды связанной воды в глине.

Взаимодействие глины с водой характеризуется следую­щими свойствами:

-деформируемость

-изменение формы смеси глины с водой под воздействием силы, возможность принимать и со­хранять заданную форму;

-приобретение жесткости и развитие значительных сил сцепления в процессе сушки, возрастание сцепления с рос­том температуры и, наконец, приобретение состояния кам­ня при 900-1000°С;

-возможность полной обратимости процесса увлажнения и термической обработки, если температура не превышает 400°С.

Различные типы глин имеют сходные характеристики вза­имодействия с водой, однако, каждая из них имеет свои от­личия этого взаимодействия, которые обусловлены:

-соединениями элементов различного типа;

-гранулометрическим составом.

Связи между глиной и водой….Взаимодействие глины с водой реализуется различными физическими и химическими процессами. По характеру свя-I различают три вида воды:1)Химическую.

2)Физико-химическую.

3)Механическую.

Химическая вода в свою очередь делится (по Вернадскову:)

Кристаллизационную (воду структуры) — она не присутствует в молекулярной форме, поэтому интегрирована в структуру глинистой частички. Интенсивность такой связи достаточно высока, и гидроксид появляется в форме воды только при высокой температуре.

Конституционную, она присутствует в молекулярной форме и является частью кристаллической решетки глиняной частички. Ее освобождение разрушает кристаллическую структуру и ведет к необратимым процессам. Физические характеристики кристаллизационной воды сильно отличаются характеристик свободной воды, благодаря сильному взаимодействию элементов кристаллической решетки.

Цеолитную — она находится в пространстве между кри­сталлами и может быть в значительных объемах в монтмо­риллоните

Механическая вода — заполняющая капилляры при соприкосновении глины с водой (вода затворения). Она представляет тончайшую пленку (толщиной примерно 10 молекул), которая скрывает поверхность каждой частички и удерживается элек­тростатическими силами. Эта пленка воды называется также гидросферой. Она обеспечивает вязкость и в то же самое время скольжение частиц под внешним воздействием, следователь­но, хорошую обрабатываемость материала. Когда гидросфера тонкая и глиняные частички разделены, возможно свободное {как в потоке) перемещение, вызванное избытком воды.

Физико-химическая вода — это связанная адсорбционная и рыхло связанная вода (полуориентированная), удержива­ется электромолекулярными силами. Адсорбционная вода (гигроскопичная) зависит от температуры и относительной влаж­ности внешнего воздуха.

6. Основные технологические характеристики керамического сырья. Классификация по пластичности: 1-Высокопластичные глины с числом пластичности более 25 2-Среднепластичные – число пластичности 15-25. 3- Умереннопластичные 7-15. 4- Малопластичные – 3-7. 5-Непластичные- не дают пластичного теста. Число пластичности определяют по разности влагосодержания м/у нижним пределом текучести и границей раскатывания. Пластичность- способность глин при смешивании её с водой образовывать тестообразную массу, которая под влиянием внешних воздействий принимает нужную форму без разрывов, трещин и сохранять её при прекращении этих воздействий. Физический смысл числа пластичности заключается в том, что она показывает предел содержания воды, соответствующего пластическому состоянию глиняной массы.

Требования нормативных документов к сырью Требования по огнеупорности: 1- огнеупорные, показатель огнеупорности свыше 1580 ⁰С. 2-тугоплавкие -11-от 1350-1580 ⁰С. 3- легкоплавкие-11- ниже 1350 ⁰С. Для керамического кирпича используются легкоплавкие. По содержанию суммы окислов Al₂O₃ и TiO₂:1- высокоосновные Al₂O₃ + TiO₂ более 40%. 2- основные—11-- 30-40%. 3-полукислые –11—15-30%. 4-кислые –11—менее15%. По спеканию: 1- сильноспекающиеся. 2- среднеспекающиеся. 3- неспекающиеся. По температуре спекания: 1-низкотемпературного спекания t=1100 ⁰С.2- среднетемпературного спекания 100-1300 ⁰С. 3- высокотемпературного спекания 1300 и выше. По содержанию тонкодисперсных фракций: 1- высокодисперсные с содержанием частиц размером 10 мкм. – свыше 85%; 1 мкм – 60%.2- среднедисперсные с содержанием частиц размером в 10мкм – 60-85%; 1мкм – 10-60%. 3- низкодисперсные с содержанием частиц размером в 10мкм –30- 60%; 1мкм –15-40%. 4- грубодисперсные с содержанием частиц размером в 10мкм –30%; 1мкм –15%. ПО количеству включений: 1- с низким содержанием включений – не более1% 2- со средним содержание включений – 1-5% 3- с высоким содержанием вллючений – более 5%. По размеру включений: 1- с мелкими включениями – менее 1 мм. 2- со средними включениями – 1-5 мм. 3- с крупными включениями – более 5мм.

7. Основные задачи и методы глиноподготовки. Вылёживание предварительно переработанной глины осуществляется в шихтозапасниках силосного типа, при вылёживании массы происходит равномерное распределение влаги, усреднение по хим. составу, набухание глин. частиц. Продолжительность вылёживания не менее 24 ч.

Глиноподготовка включает в себя все операции, предше­ствующие формованию, направленные на превращение сырья в массу с определенными качественными характеристиками, сохраняющимися в течение достаточно длительного времени.

В процессе глиноподготовки происходит дальнейшая диспергация и гомогенизация глинистой массы.

В шихтозапаснике происходят следующие процессы:

— равномерное распределение влаги на поверхности гли­нистых частиц и обволакивание глинистыми частицами ком­понентов шихты;

— дальнейшая диспергация глинистых частиц и повыше­ние пластичности.

Вымачивание глины производят следующим образом: пе­ред тем, как пустить глину в формовку, ее укладывают сло­ями толщиной в 20 см и каждый слой увлажняют (поливают водой) до нужной степени влажности. После суточного вы­мачивания глину пускают в формовку. Если сырье применя­ют с отощителем, то при укладке для вымачивания слой гли­ны перемежают со слоями отощителя и вымачиванию под­вергают готовую шихту. Такой способ приготовления шихты называется ямным способом.

При длительном вымачивании происходит не только рав­номерное распределение влаги, но и набухание глинистых частиц, что ведет к увеличению пластичности массы на 50%.

Глина подвергается паропрогреву непосредственно перед формованием. Обычно глина поступает в закрытую глиноме­шалку, куда подается водяной пар. Конденсируясь на повер­хности глины, пар дополнительно увлажняет ее и в то же время прогревает. Рекомендуется прогревать глину до темпе­ратуры 50—60°С. Способ паропрогрева предложен Канунни-ковым и Роговым. Пароувлажнение играет большую роль также при сушке изделий, сокращая срок сушки на 30—50%.

Наиболее важные функции глиноподготовки включают в себя следующие операции:

1. Исключение или размельчение таких компонентов сы­рья, которые либо чрезмерно отощают сырье (уменьшают пластичность), либо отрицательно влияют на процессы суш­ки и обжига, либо уменьшают прочность или ухудшают вне­шний вид изделий.

2. Тщательное перемешивание различных компонентов для получения максимально возможной однородности сырья по гранулометрии, по вещественному и химическому составу, по содержанию влаги и воздуха.

3. Диспергация глинистого сырья, т.е. раскрытие внутрен­них поверхностей материала для большего контакта частиц с влагой, что очень важно как при формовке, так и при сушке изделий.

4. Глиноподготовка улучшает пластичность сырьевых масс. Таким образом, глиноподготовка выполняет две основные

задачи: измельчение сырья и его гомогенизация.

Глиноподготовка может осуществляться следующими спо­собами:

— шликерным;

— пластическим;

— полусухим;

— сухим.