Флюсующиеся добавки (плавни)




Флюсующие материалы (плавни) - это материалы, взаимодействующие в обжиге с глинистыми минералами с образованием более легкоплавких соединений. Поэтому введение в состав массы плавней улучшает степень спекания и снижает температуру обжига. Плавни делят на две группы: флюсующие, имеющие низкую температуру плавления, - полевые шпаты, пегматиты, сиениты - и материалы с высокой температурой плавления, но дающие при обжиге легкоплавкие соединения с компонентами массы - мел, доломит, тальк.

1. Полевые шпаты представляют собой плавни, широко применяемые в производстве тонкой керамики. Различают следующие виды полевых шпатов.

Калиевый полевой шпат (ортоклаз) - K2O·Al2O3·6SiO2. Цвет его от белого, серого, желтоватого до коричнево- и темно-красного в зависимости от примесей. Плотность - 2,55 г/см3. Температура начала плавления - 1200°С.

Натриевый полевой шпат (альбит) - Na2O·Al2O3·6SiO2. Цвет белый, чаще светлых оттенков, но встречается также красного, желтого, серого и других тонов. Плотность - 2,6 г/см3, температура плавления - 1160…1190°С.

Известковый полевой шпат (анортит) - СаО·Al2O3·2SiO2. Обычно желтоватого цвета. Температура плавления около 1550°С.

Плагиоклазы - это полевые шпаты, содержащие смесь альбита и анортита в разных соотношениях. Обычно белого цвета. Плотность 2,62…2,76 г/см3.

Полевые шпаты редко встречаются в чистом виде, чаще - в смеси этих минералов. Основное требование, предъявляемое к ним - легкоплавкость. При введении в состав массы в обжиге они образуют вязкое стекло, которое в фаянсовых массах частично заполняет поры и способствует спеканию. В фарфоровых массах полевой шпат с другими компонентами образует сплавы, заполняющие поры до монолитного стекловидного состояния. Реакционная способность расплава возрастает с повышением температуры и тонкости помола компонентов. У альбитов она выше, чем у ортоклазов и плагиоклазов. Вредные примеси в полевых шпатах - оксиды железа, которых должно быть не более 0,1…1%.

Пегматиты - это полевые шпаты, проросшие кристаллами кварца, содержание которого может колебаться в широких пределах. Ввиду того, что кварц и полевой шпат являются компонентами фарфоровых и фаянсовых масс, пегматиты являются заменителями полевых шпатов и частично кварца. Поведение пегматита в обжиге зависит от свойств полевого шпата, входящего в его состав: температуры плавления и растворяющей способности[3-5].

2. Нефелиновые сиениты представляют собой сростки минерала нефелина (алюмосиликат натрия) с полевым шпатом. Температура плавления нефелина около 1200°С, содержание щелочей - до 20%. Нефелиновые сиениты используются керамической промышленностью в качестве заменителей полевых шпатов при производстве изделий, не требующих белизны черепка (плитки для полов, кислотоупорные изделия). Нефелиновые сиениты, особенно бокситы, применяемые в керамической промышленности, являются попутными отходами горно-обогатительных комбинатов и получаются в виде тонкомолотых порошков. Поэтому их использование экономически выгодно. Но они загрязнены железистыми и магнезиальными примесями и имеют темно-серую окраску. Поэтому в производстве фаянса и фарфора не применяются. Наряду с нефелиновым сиенитом ведутся успешные опыты по использованию других щелочесодержащих пород в качестве заменителей полевых шпатов, например гранитов. Помимо указанных добавок в производстве разных видов керамических изделий используются и другие добавки. Их характеристика и влияние будут рассмотрены при описании технологии соответствующих видов изделий.

Свойства глинистого сырья и методы контроля (пластичность, огнеупорность, спекаемость, воздушная и огневая усадки, связующая способность и др.). Влияние свойств на прочность и др. свойства кирпича. Утилизация местных отходов в составе формовочных масс.

 

Пластичностью называется свойство глин при смешивании с водой давать вязкое тесто, которому можно придать любую форму, сохраняющуюся после снятия нагрузок. Степень пластичности глин характеризуется числом пластичности П, определяемым по формуле


П=Wт—Wp,


где Wт и Wр — влажность соответственно пределов текучести и раскатывания глиняного жгута, %

Например, если абсолютная влажность глины при нижнем пределе текучести Wт = 45%, а на границе раскатывания Wр = 25%, то степень пластичности составит 45-25 = 20%, а число пластичности будет 20. Оно определяет интервал влажности, в котором глина сохраняет пластическое состояние.
По числу пластичности П глины классифицируют (ГОСТ 9169—75) на высокопластичные с П более 25; среднепластичные с П=15...25; умереннопластичные с П = 7..15; малопластичные с П = 3...7 и непластичные (теста из них не получается). Пластичность зависит от гранулометрического и минералогического состава, вида глинистых минералов. Пластичность можно увеличить механическим измельчением, длительным вылеживанием, промораживанием, добавкой более пластичных глин и пластифицирующих добавок, например лигносульфоната технического (ЛСТ).

Высокопластичные глины требуют больше воды для, приготовления формовочных масс, их влажность 25—30% и более; влажность среднепластичных глин 20—25%, а для малопластичных 15—20%. При этом глины с большей влажностью более чувствительны к сушке. Пластичность можно уменьшить введением отощающих материалов (песка, шлака, дегидратированной глины).

Связующей способностью глин называется способность сохранять пластичность при введении в них непластичных материалов (песка, шамота и др.). Глина способна связывать частицы песка или шамота и образовывать прочное изделие. Критерием связующей способности является число пластичности массы. Измеряется связующая способность глин количеством нормального * (ГОСТ 6139—78) песка, при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7.
Высокопластичные глины способны связывать. 60— 80% нормального песка, пластичные—20—60%, тощие — до 20%.

Воздушной усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема изделий, отформованных и высушенных при температуре до 110 °С. Линейная воздушная усадка вследствие удаления из массы воды затворения рассчитывается по формуле, %,

 

Lв= [l0 – l1)/ l0] 100,

 

где l0 — расстояние между метками, наносимыми по диагонали изделия до сушки, см; l1— то же, после сушки до воздушно-сухого состояния, см, колеблется от 2—3 до 10—12% в зависимости от содержания тонких фракций.
Объемная воздушная усадка Vв, %, определяется по формуле
Vв =[(V0-V1)/V0]100,
где V0 — объем изделия до сушки, см3; V1 — объем изделия после сушки, см3.
Огневой усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема изделий после обжига вследствие того что легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. Определяется огневая усадка по формулам, %:


Lобож = [(l1 - l2)/l1] 100; Vобож = [(V0-V2)/V1] 100,


где l1 и V1 — соответственно линейный размер и объем изделия до обжига; l2 и V2 — то же, после обжига. Колеблется от 2 до 8% в зависимости от состава глин.

Полную усадку вычисляют по формулам, %:

L = [(l1- l2)/l1] 100; V = [(V0-V2)/V] 100.


Полная усадка может находиться в пределах от 2 до 15%.
Огнеупорностью называется свойство глин сопротивляться действию высоких температур, не расплавляясь, Показателем огнеупорности является температура, при которой пироскоп — образец из данного материала в виде трехгранной усеченной призмы определенных размеров — деформируется под влиянием собственной тяжести, касаясь вершиной керамической подставки.
Огнеупорность зависит от химического состава глин, а также характера газовой среды при обжиге глин, содержащих оксиды железа.

Спекаемость — способность глин под действием высоких температур превращаться в плотный камнеподобный черепок с водопоглощением менее 5%. В зависимости от степени спекания глины делят на сильноспекающиеся, среднеспекающиеся и неспекающиеся. К сильноспекающимся относят глины, способные при обжиге давать черепок без признаков пережога с водопоглощением не выше 2%. Водопоглощение черепка среднеспекающихся глин не выше 5%, а неспекающихся — свыше 5%.

По температуре спекания различают глины низкотемпературного спекания (до 1100 °С), среднетемпературного спекания (от 1100 до 1300 °С) и высокотемпературного (свыше 1300 °С).

Количественно степень спекаемости глин характеризуется температурным интервалом спекания и интервалом спекшегося состояния. Температурным интервалом спекания называют разность между температурой, при которой отмечаются признаки пережога (оплавление или вспучивание), и температурой начала спекания глины, при которой начинается интенсивное уплотнение обжигаемого материала. Разность между температурой, при которой отмечаются признаки пережога, и температурой, при которой водопоглощение материала равно 5% (ниже этой величины лежит область спекшегося состояния), называют интервалом спекшегося состояния.

Интервал спекания — важнейший технологический показатель, он определяет режим конечной стадии обжига изделий, при котором они приобретают кондиционные свойства. Наименьший интервал спекания у: легкоплавких глин (50—100°С), а наибольший (до 400°С) — у огнеупорных.
Спекаемость — одно из основных свойств, определяющих пригодность глин для производства изделий фасадной керамики.

Установлено, что теплозащитные качеств кирпичных стен зависят не только от теплотехнических свойств кирпича, но и кладочного раствора. Следует отметить, если в сухом состоянии теплопроводность кирпича и раствора почти одинакова, то при эксплуатационной влажности в стене ее величина у этих материалов отличается приблизительно на 50%. Такое различие объясняется большей предрасположенностью цементно-песчаного раствора к сорбционному и сверхсорбционному увлажнению в кладке стены. Наблюдаемое в результате контакта с влажным раствором дополнительное увлажнение кирпича только на 1% приводит к снижению теплозащитных качеств стены на 25-30%. При этом установлено, чем больше пористость черепка, тем меньше влаги кирпич поглощает из воздуха и из раствора.

Итак, влажностное состояние керамического материала в стене в основном формирует не его сорбционные свойства, а высокое влажностное состояние цементно-песчаного раствора. Для снижения эксплуатационной влажности керамики необходимо стремиться к сни-жению расхода цементно-песчаного раствора в кладке. Кроме чрезмерного перерасхода раствора, стена, возведенная из такого кирпича, по теплотехническим и комфортно-климатическим условиям сродни стене из плотного бетона.

В результате благие намерения привели к сильной дискредитации прекрасного строительного материала - кирпича керамического. К числу основных технических характеристик кирпича относятся прочность и морозостойкость. Прочность обычно лежит в диапазоне от М 75 до М 250. Число обозначает предел прочности на сжатие в кг.с/кв. см. Для строительства малоэтажных зданий обычно используется кирпич невысоких марок (М 100 - М 150). Следует отметить, что кирпич М 200 дороже аналогичного М 100 на 20-30%. Изделия марки М 250 не часто встречаются на российском рынке. Одним из важнейших особенностей кирпича является морозостойкость (способность выдерживать определенное количество циклов замораживания-оттаивания). Именно этим параметром определяется долговечность сооружения. Как правило, морозостойкость кирпича - не менее 25-50 циклов, реже - 75. Чтобы оценить, сколько примерно лет простоит здание, количество циклов следует умножить на поправочный коэффициент, который (в зависимости от климатических условий) равен 2,5-3. Немаловажное значение имеет также такая характеристика кирпича, как водопоглощение, которое должно быть не ниже 6% и как правило не выше 14%. Приобретая партию кирпича, необходимо требовать сертификат, в котором должны быть указаны все технические характеристики. К сожалению, наличие сертификата, также как и покупка кирпича известного производителя, еще не является гарантией качества. Это связано с тем, что на многих крупных заводах наряду с технологическими линиями, оборудованными самым совершенным дорогостоящим оборудованием, продолжают функционировать устаревшие цеха, выпускающие кирпич под той же торговой маркой, но параметры которого не отвечают современным требованиям. Наряду с техническим должен быть и экологический сертификат. Вообще, по сравнению с другими строительными материалами и в частности с бетоном, керамический кирпич наиболее экологичен. Кроме глины, он содержит минимальное количество добавок как правило не химического происхождения. Практически единственным контролируемым параметром экологического характера является удельная эффективная активность естественных радионуклидов, которая в соответствии с ГОСТом 530-95 не должна быть более 370 Бк/кг. Величина этого параметра зависит от географического положения месторождения глины, из которой изготовлена конкретная партия кирпича. В любом случае рекомендуется проверить приобретаемую партию с помощью обычного бытового дозиметра.

 

Список литературы.

1. Л.Л.Кошляк, В.В.Калиновский. Производство изделий строительной керамики. 3-е изд., перераб, и доп. - М. Высш.шк., 1990, - 207с.

2.. Мороз И.И. Технология строительной керамики Учеб. пособие для вузов.-3-е. изд. перераб. и доп.- Киев Вища школа. Головное изд-во. 1980.-384с.

3. Гончар П.Д. Простейшие способы производства кирпича. 1958 г.

4. Гузман, И.Я. Практикум по технологии керамики [Текст]:. – М.: ООО РИФ «Стройматериалы». – 2005. – 336 с., ил.

5. https://www.keramstrom.com/technology/76/

6. https://xn----8sboamadk0cefe5fhb.xn--p1ai/articles/publications/174/

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: