49. Сырье для производства керамических материалов и изделий

Сырьевую массу для изготовления керамических изделий обычно составляют из пластичных материалов (глины, каолины) и непластичных материалов (отощающих и выгорающих добавок/плавней). Глины и каолины объединяют общим названием — глинистые материалы. В производстве некоторых искусственных обжиговых материалов используют диатомиты, трепелы, а также шлаки, золы, сланцы в чистом виде или с добавкой глин, порообразующих и других добавок.

 Глинистые материалы и их керамические свойства.  Глины представляют собой осадочные горные породы тонкоземлистого' строения, которые независимо от их минерального и химического состава способны при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, переходящее после обжига в водостойкое и прочное кам-невидное тело. Образовавшись в результате выветривания главным образом полевошпатовых пород, глины состоят из плотной смеси различных глинистых минералов, представляющих собой водные алюмосиликаты со слоистой кристаллической структурой. Наиболее распространенными из них являются каолинитовые (каолинит Al2Cv2SiO2-2H2O и галлуазит Al2O3-2SiCv4H2O), монтмориллонитовые (монтмориллонит Al2Cv4SiC>2* • fiH2O, бейделлит A]2O3-3SiO2-rtH2O) и гидрослюдистые (в основном продукты разной степени гидратации слюд).

Наряду с глинообразующими минералами в глинах встречаются: кварцы, полевой шпат, серный колчедан, гидроксиды железа, карбонаты кальция и магния, соединения титана, ванадия, органические примеси. Перечисленные примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонко распределенный углекислый кальций и оксиды железа понижают огнеупорность глин. Если в.глине имеются крупные зерна углекислого кальция, то при обжиге из них образуются включения извести, которые гидратиру-ют с увеличением объема («дутики»), что вызывает образование трещин или разрушение изделий.

Наиболее чистые глины, состоящие преимущественно из каолинита, называют каолинами; после обжига они сохраняют белый цвет.

Бентонитами называют высокодисперсные породы с преобладающим содержанием монтмориллонита.

48 .Известно несколько способов, применяемых в формировании керамического изделия. К ним относятся:

1. Свободное формирование на гончарном круге керамических изделий предполагает осуществлять механическое воздействие при помощи рук на глиняную заготовку в схожести с пластическим тестом.

2. Формирование пластическое с ручным оттиском производится с использованием гипсовых форм, которые могут быть как разъемными, так и гипсовыми. Разъемные используются в процессе выработки изделий сложных объемных форм, а открытые используются в формировании плоских изделий (набор тарелок, различные блюда).  3. Формирование пластическое в гипсовой вращающейся форме с использованием ролика или шаблона производят по следующей схеме. Сначала форму, которая раскладывается пополам, устанавливают в собранном виде в чашу станка, которая вращается. Далее во внутреннюю полость подают глиняной ком, расчет которого производится предварительно с учетом объема изделия, которое будет изготавливаться. В полость этой формы опускается шаблон, формирующий изделие посредством равномерного распределения глиняной массы внутри формы, после этого шаблон аккуратно поднимается и выводится из формы. Затем форма изделия снимается со станка, сушится, раскрывается, само изделие вынимается, после чего оно подвергается дальнейшей обработке (приставляются детали: ручки, крышки, носики и прочее). 4. Шликерное литье в гипсовые формы производится с использованием гипсовых форм, а основанием данного способа служит способность гипса, заключающаяся во впитывании влаги, а также в способности глины переходить при понижении влажности из жидкого шликера в пластичное тесто.

Санитарно-технические изделия — оборудование санузлов (умывальники и раковины, смывные бачки и унитазы, фаянсовые ванны и т. п.), изготовляют из твердого и шамотного фаянса, санитарного фарфора if полуфарфора. В состав фаянсовых или полуфарфоровых масс входят в основном каолин, огнеупорная глина, шамот и кварц. Формование саиитарно-технических изделий, к которым предъявляют повышенные требования механической прочности, теплостойкости и других специальных свойств, производят обычно методом литья в гипсовых формах. Высушенные изделия покрывают белой или цветной глазурью и обжигают. После обжига глазурь придает изделиям блестящий вид и повышает стойкость их к действию агрессивных сред (кислот, щелочей), а также температурным перепадам.

Керамические канализационные трубы — обожженные, водонепроницаемые изделия из огнеупорных или тугоплавких глин с отощающими добавками (шамот и др.), покрытые снаружи и внутри химически стойкой глазурью. Такие трубы имеют плотный, химически стойкий черепок, что достигается высокой степенью спекания.

Трубы имеют круглое сечение с внутренним диаметром от 125 до 600 мм при толщине стенок 18—41 мм и длине обычно 1000 и 1200 мм (длина трубы может быть доведена до 1500 мм). Канализационные трубы изготовляют как с раструбом на одном конце с размером по наружной поверхности 120—130 мм, так и без раструба.

Канализационные трубы выпускают 1-го и 2-го сорта. Для труб 1-го сорта водопоглощение (при кипячении в воде) не должно быть более.9%, и для 2-го сорта —более 11%. Канализационные трубы должны выдерживать гидравлическое давление не менее 0,2 МН/м2 (2 атм) и иметь высокую механическую прочность. Канализационные трубы предназначаются для отвода сточных агрессивных жидкостей (жидкие отходы химических производств, фекальные жидкости и т. п.). Реже их, используют для водосточных сетей в агрессивных грунтовых средах.

Керамические дренажные трубы представляют собой короткие отрезки цилиндрической формы длиной 333 мм с внутренним диаметром от 25 до 250 мм при толщине стенок 8—25 мм. В отдельных случаях выпускают дренажные трубы с глазурью, отверстиями и фланцами. Дренажные трубы должны выдерживать не менее 15 циклов испытания на морозостойкость. Их применяют для устройства дренажа, т. е. водоотводных сетей, предназначенных для понижения уровня грунтовых вод.

50. Важнейшими минералами портландцементного клинкера являются: трехкальциевый силикат(алит) –ЗСаО • Si02 (C3S); двухкальциевый силикат; (белит) –i2CaO • SiOs (C2S); трехкальциевый алюминат – ЗСаО -А1203 (СзА); четырехкальциевый алюмоферрит – 4 СаО • А1203 • Fe203 (C4AF).

Минералогический состав клинкера положен в основу разделения портландцементов на следующие виды: высокоалитовый портландцемент, содержание в котором трехкальциевого силиката превышает 60%; алитовый портландцемент, содержащий трехкальциевого силиката >50–60%; белитовый портландцемент, содержащий двухкальциево-го силиката более 35%.

    В зависимости от содержания алюминатов цементы разделяют на низкоалюминатные (СзА до 5%),

среднеалюминатные ~ (3А 5–9% ) и 

высокоалюминатные (С3А более 9%

Для придания портландцементу требуемых свойств изменяют минеральный состав клинкера, вводят в цемент при помоле органические и минеральные добавки, регулируют тонкость его помола.

51. Стекло́ — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Физико-химически — неорганическое вещество, твёрдое тело, структурно — аморфно, изотропно;

Сырье. Основные сырьевые компоненты для производства материалов из стекла — кварцевый песок, сода, мел, доломит, известняк, т.е. в стекломассу вводятся кислотные, щелочные и щелочно-земельные оксиды. От их количества непосредственно зависят все основные эксплуатационно-тех- нические свойства стекла. Большое влияние на свойства строительных стекол оказы-вают вспомогательные компоненты: осветлители, обесцвечива- тели, красители, глушители, окислители, восстановители.