36. Сировина для виготовлення кераміки. Добавки.

Сировиною для виготовлення керамічних матеріалів є різні глинисті гірські породи (глини). Глини утворились внаслідок вивітрювання вивержених гірських порід. Глини є природними водними алюмосилікатами, здатними при замішуванні з водою утворювати пластичне тісто, яке після випалювання необоротно переходить у каменеподібний стан.

Найчистіші глини складаються переважно з мінералу каолініту Al₂O₃^.2SiO₂^.2H₂O і споріднених із ним мінералів. У глинах можуть бути домішки карбонатів, оксидів заліза, кварцу, вапняку й ін., які суттєво впливають на властивості керамічних матеріалів. Наприклад, колір залежить від наявності в глині оксидів заліза; залізна руда знижує температуру плавлення й ін. CaCO₃  CaO  Ca(OH)₂.

Для поліпшення технологічних властивостей глин і надання виробам певних фізико-механічних властивостей вводять добавки:

а) спіснювальні, які знижують пластичність і зменшують повітряну й вогневу усадку (зола ТЕС, пісок і т.д.)

б) плавні, які знижують пластичність і спікання глини (польові шпати, залізна руда, тальк і т.д.)

в) пороутворювальні, які підвищують пористість і зменшують масу керамічних виробів (вигоряючі добавки і т.д.)

г) пластифікуючі, які сприяють підвищенню пластичності глинистої маси й поліпшують формування виробів (високопластичні глини, ПАР і т.д.)

Для покращення декоративного вигляду й стійкості до зовнішніх впливів поверхню ряду керамічних виробів покривають:

а) глазур’ю – легкоплавкі стекла прозорі та непрозорі, безбарвні та забарвлені. Основні сировинні компоненти глазурі – кварцовий пісок, каолін, польовий шпат, солі лужних і лужноземельних металів, оксиди. Глазур у вигляді шлікеру наносять на поверхню виробу і випалюють у печах до розплавлення.

б) ангобом – біла або кольорова глина, нанесена на поверхню виробу тонким шаром у вигляді шлікеру і випалена. Ангоб не плавиться і забарвлена поверхня виходить матовою.

Глинисту сировину для керамічних матеріалів характеризують наступними властивостями:

1) Гранулометричний склад глини – найдрібніші мінеральні частинки (глинисті) розміром до 0,005 мм; частинки пилу до 0,16 мм; зерна кварцу, слюди та інших мінералів 0,16...5,0 мм.

2) Пластичність глини – здатність у вологому стані внаслідок зовнішнього впливу набирати будь-якої форми без утворення розривів і тріщин, зберігаючи цю форму при наступному сушінні й випалюванні. Технічним показником пластичності є число пластичності Пл : Пл = Wт – Wр, (29)

де Wт і Wр – вологості, %, які відповідають границям текучості й розкачування глиняного джгута.

За пластичністю глини поділяють на:

- високопластичні (Пл > 25 %);- середньопластичні (Пл = 15...25 %);- помірнопластичні (Пл = 7...15 %);

- малопластичні (Пл < 7 %);- непластичні.

3) Усадкою називають зменшення лінійних розмірів та об’єму зразка в процесі сушіння (повітряна усадка, 2...12 %) та випалювання (вогнева усадка, 2...8 %). Повна усадка дорівнює сумі цих усадок і становить (4...20 %);

4) За вогнетривкістю глинисту сировину поділяють на класи:

“О” – вогнетривкі з показником вогнетривкості > 1580 С⁰;“Т” – тугоплавкі, 1350...1580 С⁰;“Л” – легкоплавкі, < 1350 С⁰;

5) Характерною властивістю глин є їхня здатність переходити в каменеподібний стан. Це процес необоротний і випалювання керамічних виробів закінчується при t = 950...1000 С⁰. При подальшому підвищенні температури глина деформується, плавиться. Незважаючи на широкий асортимент керамічних виробів, основні етапи виготовлення таких виробів спільні:

- видобування сировинних матеріалів у кар’єрі;- підготовка сировинної маси (подрібнення, помел, добавки, зволоження);- формування виробів (сирець);- сушіння;- випалювання;- складування.