Содержание работы.

Воздушной усадкойназывают явление уменьшения объема увлажненных глин, причиной которого является удаление влаги из глиняной массы при температуре 105-110˚С. Изменение размеров происходит в результате сближения глинистых частиц под действием сил капиллярного и осмотического давления и межмолекулярного притяжения, развивающихся по мере испарения расположенных между ними водных прослоек. Следует отметить, что, начиная с влажности 8-13%, усадка прекращается. Объемные и линейные изменения при удалении так называемой "воды пор" отсутствуют.

При обжиге керамических изделий происходят более глубокие химические и физические процессы, связанные с образованием новых фаз, структурной и химической перестройкой керамики.

Изменение размеров керамических изделий при обжиге (температура 950-1150˚С для легкоплавких и 1050-1400˚С – для тугоплавких и огнеупорных) называется огневой усадкой.

Линейную воздушную относительную усадку Ув количественно выражают изменением размеров керамического образца в процентах от его начальной длины:

У_в=[(l_o-l₁)/l_o]*100%, (1)

где, l_o– длина свежеотформованного образца;

l₁– длина образца после сушки.

Воздушная усадка зависит от влажности, "жирности" глины, минералогического состава глины и условий сушки. С увеличением влажности, "жирности" и количества монтмориллонита усадка больше. Чем меньше скорость сушки, тем усадка меньше.

Если в сравниваемых образцах неодинакова исходная влажность, то усадочные свойства массы можно характеризовать коэффициентом усадки К_ус. Этот коэффициент представляет собой тангенс угла наклона прямой линии, выражающей зависимость длины образца от его влажности и может быть вычислен по формуле:

К_ус=tg(W)=(l_o-l_к)/(W_o-W_к) (2)

где l_oи W_o– соответственно длина и влажность свежеотформованного образца;

l_ки W_к– то же, образца в момент прекращения в нем усадочных явлений.

Огневую усадку выражают в процентах от длины сформованного образца по формулу:

У_ог=[(l₁-l₂)/l₀]*100% (3)

где, l_o– длина свежесформованного образца;

l₁– длина образца после сушки;

l₂– длина образца после обжига.

Огневая усадказависит от количества песка, минералогического состава, наличия оксидов щелочных металлов и железа и от параметров обжига (температуры, скорости обжига).

Полная усадкапредставляет собой сумму воздушной и огневой усадки. Следует отметить, что довольно часто огневую усадку относят к длине высушенного образца, а не свежесформованного. В этом случае полная усадка не соответствует сумме воздушной и огневой усадок; взаимосвязь между ними может быть выражена формулами:

У_п=У_в+У_{ог`</sub>-У<sub>в</sub>*У<sub>ог`}/100 (4)

У_ог`=[(У_п-У_в)/(100-У_в)]*100 (5)

где У_п– полная усадка, отнесенная к длине сформованного образца;

У_ог– огневая усадка, отнесенная к длине высушенного образца.

I. Определение воздушной усадки. Порядок проведения работы.

Из пласта глиняной массы в нормальном рабочем состоянии, раскатанного металлической скалкой до толщины 8 мм, вырезают металлической формочкой, смазанной минеральным маслом, плитки размером 5050 мм. Можно изготовлять образцы в виде прямоугольной призмы размером 603010 мм по ГОСТ 21216.9-81. Образцы раскладывают на стекле, покрытом бумагой. Нумеруют, острыми концами штангенциркуля ставят метки на диагоналях плиток (расстояние между метками 50 мм, см. рис.1), глубина вдавливания 2-3 мм. После этого образцы подсушивают под стеклянным колпаком в течение 3-4 ч, а затем на воздухе в течении 24 ч. По мере высыхания плитки периодически осторожно переворачивают, не допуская их деформации. После высушивания образцов на воздухе их досушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110С не менее 1 ч. На высушенных образцах измеряют штангенциркулем расстояние между каждой парой меток. Точность измерения – 0,05 мм. Результаты заносят в таблицу 1.