Сырьевые материалы
Замечательная минеральная смесь — глина — является основой керамического искусства. Широко распространенные в природе глины так же широко отличаются по своим свойствам. Некоторые из них пригодны для изготовления той или иной керамики в том виде, в каком они встречаются в природе, а другие должны быть очищены, или, как говорят, обогащены и смешаны с соответствующими компонентами (отощающими материалами и флюсами), и только после этого они приобретают необходимые рабочие свойства.
Земная кора представляет собой как бы вечно перерабатывающую сырье громадную фабрику. Ее «оборудованием» служат: ветры, воды, высокие температуры, давления и длительные промежутки времени. Факторы давления и температур проявляются, например, при кристаллизации соединений из расплавленной магмы, находящейся на большой глубине.
Магма, проникая в результате различных нарушений строения земной коры в более холодные верхние слои, взаимодействует с другими породами, изменяя как их, так и свой состав, и, охлаждаясь, кристаллизуется.
Расплавленная магма в результате извержения изливается на поверхность земли и, застывая, образует так называемые первичные породы. Некоторые первичные породы под влиянием химического выветривания превращаются в глины и каолины (каолинизация). Процесс, ведущий к их образованию, связан с длительным и постоянным воздействием на породу вечно меняющейся окружающей среды.
В зависимости от степени кислотности или щелочности окружающей среды, температуры и иных факторов могут образоваться и другие глинообразующие вещества, а также вторичные отложения.
Подразделение сырьевых материалов.
Сырьевые материалы, применяемые в основном для изготовления керамического черепка, можно разделить на три группы:
1) пластичные материалы; непластичные материалы;
2) отощающие материалы;
3) плавни (флюсы).
К пластичным материалам относят глины, каолины и некоторые другие, например бентонит. Эти материалы набухают в увлажненном состоянии и способны при определенном количестве воды под действием внешних сил (например, рук) принимать ту или иную форму и сохранять ее, а после сушки и обжига приобретать камнеподобную структуру.
К непластичным материалам относятся отощающие материалы и плавни (флюсы). Под отощающими подразумевают каменистые материалы, например кварц, кварцевый песок, шамот и др. Они в основном препятствуют сокращению размеров глинистого изделия при сушке и обжиге.
К плавням (флюсам) относят материалы, плавящиеся по сравнению с указанными выше при более низкой температуре, а также материалы сами по себе тугоплавкие, но могущие давать, находясь в контакте с глинистыми и другими веществами, легкоплавкие массы способные в какой-то мере остекловывать черепок. Это полевые шпаты и иные материалы (собственно плавни), а также кварц и др. С другой стороны, эти материалы на определенных стадиях изготовления изделия (например, при формовании и сушке) необходимо учитывать как отощающие материалы, не набухающие в воде и непластичные (например, полевой шпат).
Пластичные материалы (глины и каолины)
Глинистый минерал каолинит и другие.
Под микроскопом с очень сильным увеличением можно увидеть, что большинство глин содержит много тонких кристалликов с характерным строением, представляющих собой горный минерал каолинит Если произвести стехиометрическийрасчет, то найдем, что он состоит (округленно) из 47% кремнезема, 39 % глинозема, 14% воды.
Чем больше в глине каолинита, тем она ценнее и имеет более высокие качества. Однако не следует думать, что она содержит только один глинистый минерал — каолинит.
Свойствами глинистого вещества обладают и такие встречающиеся в глинах минералы, как монтмориллонит, галлаузит, бейделлит или некоторые разновидности гидрослюд.
Минеральные и органические примеси в глине.
Даже наиболее чистые природные глины почти всегда содержат минералы, не обладающие пластичностью, например кварц или карбонаты, а также сульфаты. Очень часто в них содержится и полевой шпат (мы видели, что глина — продукт разрушения полевошпатовых пород). Не менее частыми спутниками глины являются разного рода слюды (биотит, мусковит) и придающие ей после обжига окраску железные, титановые или марганцевые соединения и многие другие.
Некоторые глины содержат органическое вещество в виде лигнина или минерального воска (озокерита), выжигающегося во время обжига. Оно влияет на пластичность и прочность необожженной глины.
Торфообразные примеси придают глине в сыром виде почти черный цвет.
Первичные и вторичные глинистые материалы.
Первичными, или коренными, называют те глинистые материалы, которые в силу различных геологических условий остались вблизи от места разрушения породившей их материнской горной породы.
Вторичными, или осадочными, принято считать глинистые материалы, встречающиеся в отложениях, отнесенных от материнской породы.
Вторичные материалы «загрязнены» в основном больше, чем первичные, так как на пути переноса и отложения к ним примешиваются разные другие материалы, но зато они тоньше по своему зерновому (гранулометрическому) составу.
Рассмотрим следующие понятия: каолинит, каолин, глина, глинистое вещество.
Каолинит. Как уже было отмечено, это один из глинистых минералов. Он может находиться как в каолине, так и в глине.
Каолин. Это обычно белая глина в очищенном виде (без кварца). Она по своему составу довольно часто соответствует формуле каолинита.
Глина. Весьма тонкодисперсна и более пластична, чем каолины (русские). После обжига она может быть и белого цвета, но чаще окрашена, а кроме того, содержит весьма большое количество некрасящих минеральных примесей, в том числе песок. Глины после высушивания часто имеют более высокую прочность, чем наши каолины, и больше сокращаются в размерах при сушке и обжиге.
Глинистое вещество. В глину и каолин входят различные минералы, но одни из них обладают известной пластичностью (каолинит и др.), а другие ею почти не обладают. Та группа частиц, которая обладает пластичностью, называется глинистой субстанцией или глинистым веществом.
Виды глин и огнеупорность. Глины могут быть высокоосновными, основными, полукислыми и кислыми. Чем больше в глине содержится глинозема, тем более она «основная».
Глину в зависимости от внешнего вида получаемого черепка классифицируют по сортам: высший, первый и второй. В зависимости от соотношения между количеством глины и песка породу называют: глиной, суглинком, глинистым песком и даже песком.
Глины могут быть:
железистые — содержат большое количество железистых соединений;
мергелистые (рухляки)- содержат значительное количество углекислой извести;
битуминозные — содержат много битумов, веществ органического происхождения и в необожженном виде придают глине почти черную окраску, и др.
Каолины могут быть: щелочные, содержащие много соединений калия и натрия; кремнеземистые, содержащие много кварца, и др.
Каолины, так же как и глины, делятся на сорта, а кроме того, — на отмученные и неотмученные.
Так как глинистые материалы могут содержать различное количество щелочных, т. е. легко плавящихся соединений, то они делятся и по огнеупорности.
Огнеупорными называют глины с огнеупорностью выше 1580° С,
тугоплавкими — с огнеупорностью между 1580 и 1350° С,
легкоплавкими — с огнеупорностью ниже 1350° С.
Каолины обычно весьма огнеупорны. Их огнеупорность находится в интервале 1730—1770° С.
Из книги А.
И. Миклашевского (Кандидата химических наук) «Технология художественной керамики», P.S.
Натуральные вещества в составе кирпичной брусчатки
Клинкерная брусчатка изготавливается из сложной смеси глины разных сортов, песка и других добавок. Все наше сырье является полностью натуральным, а глину в большинстве случаев добывают на месте. Это гарантирует экологическую чистоту нашей продукции.
Многие разновидности нашей тротуарной брусчатки по большей части состоят из местной речной глины. В состав речной глины входит, собственно, глина, песок и органическое вещество, которое попадает в реки с гор и оседает в нижележащих дельтах. Речную глину для нашей тротуарной брусчатки добывают в поймах рек, зачастую неподалеку от наших заводов. Использование местной глины позволяет минимизировать воздействие транспорта на окружающую среду. Кроме того, речная глина официально считается возобновляемым сырьем. На берегах рек каждый год образуется новый слой глины, благодаря чему речную глину по праву можно назвать экологичным материалом.
Отличительной особенностью речной глины является ее меньшая чистота. Ее также называют вторичной глиной. Она содержит относительно большое количество песка и не всегда имеет постоянный состав. По этой причине речная глина менее устойчива, чем первичная глина.
Для изготовления клинкера высочайшего качества, отвечающего всем требованиям рынка, мы также используем первичную глину. Этой глине более миллиона лет; она встречается в почве, например таких районов Германии как Вестервальд и Оберлаузитц (D). Первичная глина обладает высокой степенью чистоты; в ней высокое содержание чистой глины и почти нет песка (ср. с фарфоровой глиной, из которой делают посуду). Для нашего завода в Оберлаузитце большую часть глины добывают в карьерах, которые расположены в радиусе всего 15 км. Добыча глины во многом способствует обновлению природного пейзажа. Одной из особенностей первичной глины является ее высокая огнеупорность при обжиге.
Наша глина слишком жирная, поэтому мы не используем ее в чистом виде.
Лава — это инертный материал, который добывают в нагорье Айфель в Германии. Добытые фрагменты лавы измельчают и просеивают. Лава уже подверглась естественному «обжигу», поэтому в ней не происходит превращение кварца. Лава повышает эффективность процесса обжига и сушки. Лава придает сформованным кирпичам открытую структуру, что обеспечивает равномерное высыхание от сердцевины к внешней стороне.
Шамот — это измельченный кирпич, остаточный продукт нашего собственного производства. Он имеет такую же зернистость, что и песок. Подобно лаве, шамот уже подвергся обжигу, поэтому он не расширяется при нагревании, в отличие от глины. Слишком быстрое повышение или понижение температуры во время обжига может привести к разрушению тротуарной брусчатки. Добавление шамота или лавы в глиняную смесь позволяет снизить ломкость камня.
Для изготовления тротуарной брусчатки формбак и экструдированной тротуарной брусчатки мы используем смесь разного состава.
Глиняная смесь для изготовления экструдированного кирпича преимущественно состоит из первичной глины. Чтобы получить качественный брус для экструдированного кирпича, нужна более жирная и сухая глина. В противном случае брус провиснет.
В составе смеси для изготовления кирпича формбак — преимущественно речная глина. В речной глине выше содержание влаги, песка и других минералов. Это вполне логично, если учесть путь, который частицы глины проделывают, прежде чем осесть в нашей низменной дельте. Благодаря повышенному содержанию влаги глину легче помещать в формы и извлекать из них. Поэтому только что сформованный кирпич формбак намного «мягче» и пластичнее, чем только что сформованный экструдированный кирпич.
Тип камня, доминирующего в уличном пейзаже той или иной страны или региона, зачастую зависит от культурно-исторических факторов. К примеру, в Нидерландах издавна предпочитают тротуарную брусчатку формбак, а в Германии — экструдированный кирпич. Это зависит и от местного сырья.
В речной дельте Нидерландов преобладает речная глина, а в Германии — первичная карьерная глина.
Все о разновидностях тротуарной брусчатки
Глина играет важную роль в окончательном цвете камня. Например, при высоком содержании железа глина после обжига приобретает красный цвет. Известь придает более желтый оттенок. Цвет также зависит и от типа глины. К примеру, большинство разновидностей первичной глины дают более выраженные цвета. Для получения некоторых цветов мы добавляем в глину природные минералы, например оксид марганца.
Внешний вид опесоченного камня также во многом зависит от цвета песка и особенностей процесса обжига. На окончательный цвет и оттенок влияет температура, график обжига, способ укладки камня на печные вагонетки и содержание кислорода в печи. Вы можете в любой момент создать собственный уникальный цвет путем комбинирования.
Ознакомьтесь с цветовой гаммой
Качество нашей тротуарной брусчатки напрямую зависит от процентного состава смеси, поэтому независимые эксперты и организации ежедневно проверяют все наши смеси.
Они измеряют содержание глины, соотношение крупного и мелкого песка, содержание железа, извести и органических веществ. Так мы стремимся к разработке идеального рецепта нашей продукции.
О процессе производства
Идеи по мощению общественных зон
ПоискПочему стоит выбрать тротуарную брусчатку?
Узнать большеТротуарная брусчатка
Поиск продукцииРекомендации по мощению
ПоискNature of Clay
Изучение химических и физических свойств глины поможет понять ее поведение и способы устранения таких проблем, как растрескивание и коробление, которые возникают во время сушки или обжига.
1. Химия простых глин.
Химия — это наука, которая описывает, из чего состоят вещества и как они сочетаются друг с другом.
Эта наука использует специальные имена и символы. Однажды выучив их, они довольно просты для понимания.
Элементы: элемент нельзя разложить на более простые вещества, и он состоит только из атомов одного типа. Кислород (O) — самый распространенный элемент на Земле.
Соединения: Соединения состоят из различных элементов, связанных друг с другом химически. Вода (h3O) представляет собой соединение, состоящее из двух частей или атомов водорода (H) и одной части или атома кислорода (O). Кремнезем (SiO2) — еще одно соединение, состоящее из одного атома кремния (Si) и двух атомов кислорода (O). Это самый распространенный материал в земной коре.
Керамические минералы обычно находятся в форме оксидов: это означает, что кислород (O) является частью соединения. Минералы (стр. 7) представляют собой соединения.
смесь: Смесь представляет собой физическую, а не химическую комбинацию соединений (а иногда и элементов), и каждое соединение остается химически неизменным в смеси.
Например, глазурь из полевого шпата, кварца и известняка изначально представляет собой смесь, но при обжиге происходит химическое соединение и обожженная глазурь превращается в смесь.
Химические символы: существует около 100 элементов, и у каждого из них есть название и химический символ, который используется в качестве сокращенного названия. Кислород пишется с большой буквы O, а водород — как H, тогда как другие символы состоят из двух букв: кремний = Si и алюминий = Al. Составные части записываются аналогичным образом, с заглавными буквами, обозначающими отдельные элементы:
Вода = h3O и соль = NaCl. Небольшое число (2) в h3O указывает на то, что на каждый атом кислорода в воде приходится два атома водорода.
Формулы сложных керамических материалов записываются в виде комбинаций оксидов с высокой точкой (.) между ними, чтобы показать, что они химически объединены. Например, калиевый полевой шпат записывается:
K2O.Al2O3.6SiO2
В приложении приведены химические формулы других материалов.
Химические реакции: Образование глины из полевого шпата можно записать химическими символами следующим образом:
К2О. Al2O3. 6SiO2 + h3O → Al2O3. 2SiO2. 2h3O + K2O + SiO2
(полевой шпат) (вода) (глина) (калий) (кремнезем)
Сравните это с описанием на рис.
Все материалы состоят из элементов, которые химически связаны друг с другом. Однако при определенных условиях один материал может быть превращен в другой путем изменения элементов, из которых состоит этот материал. Тепло часто провоцирует такие химические превращения, и примером этого является производство негашеной извести путем нагревания известняка до 900°С: CaCO3 → CaO + CO2 (известняк)(тепло)(негашеная известь) (двуокись углерода)
Углекислый газ (CO2) смешивается с воздухом, а оставшаяся негашеная известь (CaO) гашится водой и затем может быть смешана с песком для получения раствора для строительства дома. Хитрость заключается в том, что раствор схватывается (становится твердым), когда оксид кальция (CaO) забирает углекислый газ (CO2) из воздуха и таким образом восстанавливает твердость исходного известняка (CaO3):
CaO + CO2 → CaCO3 ( мягкий раствор) (из воздуха) (твердеющий раствор)
2.
Химические изменения в кристаллах глины
Каолинит: Существует несколько типов глинистых минералов, поэтому в отдельных глинах частицы или кристаллы глины могут различаться. Глинистый минерал, содержащийся в каолиновой глине, называется каолинит, и его формула:
Al2O3. 2SiO2. 2h3O
Это показывает, что на каждую часть оксида алюминия приходится две части кремнезема и две части воды. Вода (h3O) глинистого минерала — это не физическая вода, добавляемая в глину, чтобы сделать ее пластичной, а химическая вода, существующая внутри самого кристалла каолинита.
При обжиге каолиновой глины в кристалле глины происходит несколько изменений.
100° — 200°C
Физическая вода испаряется.
450° — 600°C
Химическая вода в каолините высвобождается, и при этой температуре часто можно увидеть пар, выходящий из дымохода.
Al2O3. 2SiO2. 2h3O3 → Al2O3. 2SiO2 + 2h3O
Высвобождение химводы вызывает потерю веса на 13,95 %, а кристаллы каолинита необратимо изменяются.
Это называется керамическим изменением, при котором глина навсегда теряет свою пластичность.
950°C
При этой температуре образуется новый кристалл и происходит процесс:
2(Al2O3. 4SiO2 ) → 2Al2O3. 3SiO2 + SiO2
Часть кремнезема высвобождается и добавляется к свободному кремнезему в глиняном теле. Свободный кремнезем уже может присутствовать в виде песка.
1100° — 1400°C
Постепенно глина превращается в кристалл, называемый муллитом:
2Al2O3.3SiO2 → 2(Al2O3.SiO2) + SiO2 → 3Al2O3.2SiO2 + SiO2
(псевдомуллит) 0
При образовании муллита высвобождается больше кремнезема, и содержание глинозема увеличивается. Кристаллы муллита длинные и имеют игольчатую форму и образуют решетчатую структуру, которая укрепляет глиняное тело почти так же, как железные стержни укрепляют бетонные конструкции. Кремнезем высвобождается в виде кристаллов кристобалита, которые могут вызвать потемнение при быстром охлаждении (см. стр. 53).
Однако нет необходимости подробно запоминать эти химические реакции.
Они служат здесь иллюстрацией химических изменений, происходящих в обожженной глине.
монтмориллонит: Существует несколько других типов глинистых минералов, но мы будем обсуждать только монтмориллонит, который часто присутствует в самородной глине вместе с каолинитом.
Минерал монтмориллонита имеет следующую формулу:
Al2O3.4SiO2.xh3O
Этот минерал содержит 4 кремнезема (SiO2) на каждый оксид алюминия (Al2O3), что в два раза больше по сравнению с количеством кремнезема в каолините. Его кристаллическая структура также отличается от каолинита, и он легко распадается на более мелкие частицы. Это делает глину чрезвычайно пластичной и придает ей мыльное ощущение. Добавление 1 % чистого монтмориллонита к глиняному телу может улучшить его пластичность так же, как добавление 10 % комовой глины. Бентонит — это основная монтмориллонитовая глина, добываемая в США, но термин бентонит часто используется и для других коммерческих монтмориллонитовых глин.
Высвобождение свободного кремнезема происходит в монтмориллоните при температуре выше 950°С, но высвобождается почти вдвое больше кремнезема по сравнению с каолином.
Поэтому глиняные тела с высоким содержанием монтмориллонита содержат высокий процент свободного кремнезема после обжига, что может привести к растрескиванию посуды при охлаждении.
3. Физическая природа глины.
форма и размер глинистых минералов: Глинистые кристаллы каолинита имеют форму плоских шестиугольных чешуек (рис. 38-2). Они чрезвычайно малы и их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Каждый кристалл содержит тысячи многослойных листов, уложенных друг на друга, как в колоде игральных карт. Листы слабо скреплены между собой и легко распадаются на более тонкие чешуйки, сохраняющие свою шестиугольную форму.
пластичность воды: Пластичность можно определить как свойство глины, которое позволяет ей формироваться без растрескивания и сохранять свою новую форму. Это свойство есть только у глины.
Глина обязана своей пластичностью своим тонким пластинчатым частицам. Когда глина находится в жесткопластическом состоянии, каждую частицу глины окружает тонкая пленка воды.
Эта водная пленка действует как смазка и позволяет частицам скользить друг относительно друга при формировании глины, но частицы прилипают друг к другу и сохраняют форму после остановки образования.
Когда в пластичную глину добавляется больше воды, частицы глины начинают двигаться более свободно и не могут держаться друг за друга, как раньше. Глина становится очень мягкой и не может сохранять свою форму. При добавлении большего количества воды глина становится жидкой, и в этом состоянии она называется шликером.
Размер частиц: Пластичность или способность частиц глины сцепляться друг с другом напрямую связана с размером частиц глины. Чем они меньше, тем больше общая площадь поверхности и тем больше их можно удерживать.
Глина с крупными частицами не может пройти наш тест на веревку (стр. 13), в то время как мелкопластичная глина может сгибаться, не ломаясь. Каждой из его мелких частиц нужно лишь немного сдвинуться, чтобы приспособиться к изгибу, в то время как частицы более крупной глины должны сдвинуться так далеко, чтобы разбиться.
Электрический заряд: Частицы глины ведут себя как маленькие магниты, которые притягиваются друг к другу, когда имеют противоположную полярность (север-юг или плюс-минус), но отталкиваются, когда имеют одинаковую полярность. Полярность частиц зависит от неглинистых материалов. Когда частицы глины отталкиваются друг от друга, пластичность глины низкая; тогда как, когда они притягиваются друг к другу, пластичность высока, и для размягчения глины требуется больше воды.
Закисание: Многие осадочные глины содержат углерод (разложившиеся растительные вещества), которые делают глину кислой (кислой) во время хранения. Кислота поляризует частицы глины, поэтому они притягиваются друг к другу, тем самым повышая пластичность глины. Аналогичный эффект дает добавление кальция в глину.
Кроме того, стареющая глина позволяет бактериям производить коллоидный гель, липкое скользкое вещество, повышающее пластичность.
Литейные шликеры: Обычная глина требует 100% добавления воды, чтобы превратить ее в шликер.
Для шликерного литья желательно иметь как можно меньше воды, чтобы уменьшить проблемы усадки и намокания гипсовых форм. Добавление стиральной соды и жидкого стекла (силиката натрия) изменяет электрическую полярность частиц глины, так что они отталкиваются друг от друга, а добавление всего лишь 50% воды превращает глину в шликер.
Прочность: Глина, содержащая очень мелкие частицы, будет разрушаться под собственным весом во время формовки, потому что частицы слишком легко скользят. Добавление более крупных частиц придаст пластичной глине «кость», предотвращая чрезмерное скольжение мелких частиц. Добавкой может быть песок, грог или крупная глина, такая как каолин.
Эффект приготовления глины: Кристаллы глины склонны слипаться в комки, которые ведут себя как крупные частицы. Раздавливая глину, особенно в высокоскоростном блунжере, эти комки можно разбить. Длительное хранение (также называемое старением) пластичной глины во влажных условиях дает воде время проникнуть в комки кристаллов глины и окружить отдельные кристаллы своей смазывающей пленкой.
Вода помогает разрушить отдельные кристаллы и, таким образом, повышает пластичность глины. Замешивание и вытягивание приводят частицы глины в более тесный контакт и помогают удалить воздушные карманы. Это улучшает прочность и пластичность глины и предотвращает проблемы с формованием или обжигом из-за захваченного воздуха.
4. Сушка.
Следующим этапом производства керамики после формовки является сушка. Все гончары сталкивались с короблением или растрескиванием во время сушки, поэтому давайте рассмотрим причины этих проблем.
окружающий воздух: В процессе сушки вся смазочная вода (также называемая пластичной водой) должна выйти из глины в окружающий воздух. Когда содержание воды в глине сравняется с окружающим воздухом, процесс высыхания прекращается.
усадка при высыхании: на рис. 41-1 показаны 4 стадии; «A», «B», «C» и «D» глины от формовочного состояния до полного высыхания. «A» показывает глину в ее пластическом состоянии; все частицы окружены водой (показаны маленькими точками) и они легко скользят, когда глина формируется.
Когда глину оставляют сохнуть, вода перемещается изнутри глины на ее поверхность через поры между частицами глины.
По мере того, как вода покидает пространство между частицами, они сближаются и, наконец, касаются друг друга, как показано на рис. Б. Глина сжимается по мере того, как исчезает вода, поэтому ясно, что чем больше воды требуется глине, чтобы стать пригодной для обработки, тем больше она будет сжиматься при высыхании. Это также означает, что чем пластичнее глина, тем больше она усаживается. На этой стадии, называемой твердой кожей, между частицами глины все еще остается много воды, но, поскольку они уже находятся в контакте, усадка больше не происходит.
поровая вода: вода между частицами глины будет продолжать выходить из глины до тех пор, пока содержание влаги внутри и снаружи глины не станет одинаковым. Оставшаяся вода называется поровой водой, и чем мельче частицы глины, тем выше количество поровой воды. Только когда глина нагрета до температуры выше 100°С, из нее выйдет последняя поровая вода.
Поровая вода может составлять до 5% от массы глины, поэтому важно, чтобы начальный нагрев печи производился очень медленно, чтобы эта поровая вода могла выйти до того, как она превратится в пар при 100°C • Пар расколет кастрюлю или заставит ее части взорваться.
скорость высыхания: Все гончары знают, что глина высыхает быстрее в сухую, теплую и ветреную погоду и что скорость высыхания можно замедлить, накрыв глину пластиковыми листами или влажной тканью. Глиняная посуда должна сохнуть равномерно, чтобы она равномерно дала усадку. Ручка на чашке имеет тенденцию высыхать быстрее, чем сама чашка, и различная скорость усадки приведет к трещине в ручке, если не принять меры для медленного высыхания всей чашки.
Вода из ядра глины проходит через толщу глины на поверхность, через все мелкие зазоры между частицами глины. Поэтому глина с очень мелкими частицами сохнет медленнее, а крупная быстрее. На рис. 42-1 показано, как вода в очень тонкой глине не может пройти через внешний слой глины, который уже высох и закрыл щели.
Это можно исправить, «вскрыв» глину: т. е. добавив шамот, песок или другую крупнозернистую глину (рис. 42-2). Посуда с тонкими стенками высыхает быстро и равномерно. Толстостенные конструкции чаще деформируются или трескаются. Они должны быть высушены очень медленно, и добавление песка или шамота до 20% очень полезно.
5. Ориентация частиц.
нестабильные частицы: игральные карты, стоящие на ребре, представляют собой очень нестабильные устройства, и глинистые минералы, имеющие довольно похожую форму, ведут себя точно так же. При приложении давления частицы глины располагаются плоской стороной к давлению.
ориентация частиц: пример показан на рис. 43-1. Глина с хаотично расположенными частицами долго созревает. Постепенно сила тяжести заставляет частицы ориентироваться своей плоской стороной, обращенной к силе тяжести.
дифференциальная усадка: Такое выравнивание частиц приводит к более высокой усадке при высыхании в одном направлении, поскольку в этом направлении укладывается больше частиц (и больше воды).
Дополнительная вода вызывает большую усадку при сушке, причем усадка в одном направлении может быть в несколько раз больше, чем в другом (рис. 43-2). Эта разница может вызвать проблемы при сушке и обжиге.
метание: При бросании горшка на колесо к стенке горшка с обеих сторон оказывается давление, и частицы глины располагаются параллельно стенке (рис. 43-3). При формировании дна кастрюли давление следует оказывать по направлению к шлифовальной головке, одновременно перемещая пальцы снаружи к центру. В противном случае частицы не выровняются, и дно треснет (рис. 43-4).
экструзия: При формовании глины экструзией ориентация частиц происходит, когда глина продавливается через матрицу (рис. 43-5). Шнековый экструдер создает еще одну проблему, называемую ламинированием, из-за давления своих винтовых лопастей. В экструдированном столбе глины образуется спиральная пластинка. Это может привести к деформации или растрескиванию изделий во время сушки или обжига.
шликерное литье: В шликерной форме взвешенные частицы глины присасываются к внутренней стенке гипсовой формы и выравниваются своими плоскими сторонами по направлению к поверхности формы (рис.
44-1). Если конструкция отливки имеет острые углы, то ориентация частиц (и тем самым направление усадки) будет под прямым углом друг к другу и горшок здесь может треснуть при высыхании.
замешивание: При длительном хранении частицы глины располагаются в соответствии с действием силы тяжести, и одна из целей замешивания (расклинивания) глины перед формованием состоит в том, чтобы разрушить эту ориентацию частиц.
обжиг: Во время обжига также происходит усадка, а ориентация частиц может создавать проблемы коробления, подобные упомянутым при сушке.
6. Стрельба.
Глиняное тело проходит ряд стадий во время обжига.
До 120° C Копчение воды:
Сначала испаряется пластичная вода, а затем поровая вода. Быстрое повышение температуры приведет к увеличению давления пара и может привести к растрескиванию глины.
Расширение кристобалита при 220°C: Кристобалит создается из кремнезема при температуре выше 900°C. Когда глина обжигается во второй раз, она расширяется почти на 3% при 220°C.
При охлаждении кристобалит снова сжимается. Быстрое охлаждение при этой температуре может привести к растрескиванию посуды.
350 — 600°C Замена керамики:
Как описано выше, высвобождается химически связанная вода кристаллов глины. Глина в этом месте очень хрупкая и пористая. Частицы глины удерживаются вместе своего рода «точечной сваркой» в точках контакта. Этот процесс называется спеканием (рис. 45-1).
573°C Расширение кварца:
Кристалл кварца (SiO2) внезапно расширяется и снова сжимается в этот момент при охлаждении (около 1%). Структура глины во время нагревания все еще достаточно открыта, чтобы приспособиться к этому изменению, но если охлаждение будет слишком быстрым, посуда может треснуть.
500° — 900°C Окисление:
Органические вещества в глине выгорают. Если глина после обжига имеет черную сердцевину, значит, этот этап обжига производился слишком быстро. Когда повышение температуры очень быстрое, поверхность может застекловаться до того, как углекислый газ внутри глины выйдет, и захваченный газ раздует глину на более поздней стадии обжига.
«Вздутие» проявляется в виде пузырьков или пустот, возникающих внутри глины и на поверхности.
Известняк (CaCO3) выделяет углекислый газ (CO2) при 825°C.
900°C — вверх Витрификация:
При этой температуре сода и калий в глине начнут образовывать стекло, смешиваясь с свободный кремнезем. По мере повышения температуры будет образовываться все больше и больше стекла с участием таких материалов, как известняк, тальк и оксид железа. Расплавленное стекло постепенно заполнит поры между частицами глины, как показано на рис. 46- 1. Этот процесс витрификации также вызывает усадку глины.
усадка при обжиге: усадка при обжиге является простым показателем того, насколько глина застеклована. Еще одним показателем является то, сколько воды может поглотить обожженная глина. Стекловидная глина содержит больше стекла, заполняющего ее поры, поэтому она поглощает меньше воды.
расплав стекла: Расплавленное стекло, образующееся в глиняных телах, обычно является жестким и не вызывает внезапного разрушения глины.
Полевой шпат производит жесткое стекло, которое обеспечивает большую дальность стрельбы. Известняк, с другой стороны, становится сильным жидким флюсом только при обжиге до температуры выше 1100° C. Это приведет к внезапному разрушению посуды
Витрификация стекла дает прочное законченное тело. Но если тело выстрелить слишком высоко, оно потеряет прочность и станет хрупким.
Информация о веществе — ECHA
Информация о веществе
Работа в процессе.
Скоро появится улучшенное распространение Регламента PIC. Обратите внимание, что пока идет окончательная подготовка, контекстные ссылки Infocard PIC Regulatory не будут работать. Мы ожидаем, что это продлится до 15 ноября, и тем временем мы ценим ваше понимание.
Каолин
Глина, которая по существу представляет собой каолинит, гидратированный силикат алюминия. Она имеет высокую температуру плавления и является самой тугоплавкой из всех глин.
Помощь
Ключевые наборы данных
Нормативно-правовой контекст
Здесь вы можете найти все нормативы и нормативные списки, в которых фигурирует это вещество, согласно данным, доступным ECHA.
Это вещество было обнаружено в следующих действиях по регулированию (непосредственно или наследуя нормативный контекст исходного вещества):
Помощь
Расширить все Свернуть все
Силикат алюминия
Глина, по существу представляющая собой каолинит, гидратированный силикат алюминия. Она имеет высокую температуру плавления и является самой тугоплавкой из всех глин.
Приложения II, III, IV, VII — Определенные и временные максимальные уровни остатков, Статистические данные по регулированию пестицидов — Приложение III Гармонизированный C&L, ЕС. Приложение утвержденных активных веществ для средств защиты растений
Каолин
Инвентаризация ЕС, Приложения II, III, IV, VII – Определенные и временные максимальные уровни остатков, Статистические данные о регулировании пестицидов – Приложение III Гармонизированный C&L, Прочее, Регламент FCM о переработанном пластике и изделиях – Приложение I – Разрешенное использование
Каолин
Глина, по существу представляющая собой каолинит, гидратированный силикат алюминия.
Она имеет высокую температуру плавления и является самой тугоплавкой из всех глин.
Процесс предварительной регистрации, Приложения II, III, IV, VII – Определенные и временные максимальные уровни остатков, Статистические данные о регулировании пестицидов – Приложение III Гармонизированный C&L, Другое, Регламент FCM о переработанном пластике и изделиях – Приложение I – Разрешенное использование
каолин
Глина, по существу представляющая собой каолинит, гидратированный силикат алюминия. Она имеет высокую температуру плавления и является самой тугоплавкой из всех глин.
Регламент FCM и изделий, Приложение I – Разрешенные вещества, Приложения II, III, IV, VII – Определенные и временные максимальные уровни остатков, Статистические данные о регулировании пестицидов – Приложение III Гармонизированный C&L, Другое, Регламент FCM о переработанном пластике и изделиях – Приложение I – Разрешено Использовать
Силикат алюминия
Инвентаризация C&L
Силикат алюминия
Инвентаризация C&L
силикат алюминия
Инвентаризация C&L
гидроксид силиката алюминияИнвентаризация C&L
Гидроксид силиката алюминия
Инвентаризация C&L
оксосиландиолат алюминия (2:3)
Инвентаризация C&L
Силикат алюминия
Инвентаризация C&L
дигидрат силиката алюминия
Инвентаризация C&L
Гидроксид силиката алюминия
Инвентаризация C&L
Гидроксид силиката алюминия (каолин)
Инвентаризация C&L
Алюмосиликат (гидратирующий)
Инвентаризация C&L
каолин
Инвентаризация C&L
диоксосилан
Инвентаризация C&L
Инвентаризация C&L
Гидратированный силикат алюминия
Инвентаризация C&L
водный силикат алюминия
Инвентаризация C&L
КАОЛИН
Инвентаризация C&L
Каолин
Инвентаризация C&L
каолин
Инвентаризация C&L
Каолин (гидроксид силиката алюминия)
Инвентаризация C&L
КАОЛИН (СВЯЗАННЫЙ)
Инвентаризация C&L
Каолиновая глина
Инвентаризация C&L
каолинит
Инвентаризация C&L
КОАЛИН
Инвентаризация C&L
Природные вещества, каолин (CI 77004)
Инвентаризация C&L
непригодный
Инвентаризация C&L
оксо-оксоалюманилокси-[оксо(оксоалюманилокси)силил]оксисилан; дигидрат
C&L Инвентарь, Другое
1026990-70-4
Другой
Количество CAS
12198-85-5
Другой
Количество CAS
12199-11-0
Другой
Количество CAS
1227491-10-2
Другой
Количество CAS
1332-58-7
Инвентаризация ЕС, Инвентаризация C&L, Процесс предварительной регистрации, Приложения II, III, IV, VII — Определенные и временные максимальные уровни остатков, Статистические данные о регулировании пестицидов — Приложение III Гармонизированные C&L, ЕС.