Пластичність - головна особливість глини для кераміки - студопедія

Визначення. Глиняна, оксидная, карбідна кераміка.

Кераміка. Характеристика глини як сировини для кераміки. Перетворення глини при випалюванні.

"Кераміка - матеріали і вироби, що отримуються спіканням глин і їх сумішей з різними добавками, а також оксидів і ін. З'єднань металів". (Політехнічний словник)

За давнини походження і по застосуванню в досліджуваної вами галузі - будівництво - на перше місце поставимо глиняну кераміку. Слово keramos прийшло з давньої Греції, де воно позначало глину, призначену для виробництва гончарних виробів. Походження самого матеріалу йде корінням в глибоку старовину. Керамічні черепки знаходять в розкопках, що відносяться до 13-12 тисячоліття до н.е. Обпалена цегла був відомий в древньому Вавилоні. Та й клинописні записи, з яких почерпнуто відомості про Вавилонському цеглі, зроблені на пластинках з обпаленої глини (вони були записані, звичайно, на сирій глині ​​і закріплювалися випалюванням).

До глиняній кераміці відносять всі вироби з обпаленої глини - від грубого цегли до чашки з найтоншого фарфору. У торгівлі застосовують терміни цегла, кераміка, фарфор, фаянс, вогнетриви, проте, в технологічному відношенні все це кераміка, тобто матеріали та вироби, отримані випалюванням глин різного складу з добавками при різній температурі до спікання. Значно пізніше з'явилися вироби з спечених порошків неорганічних сполук - оксидів, карбідів нітридів металів, які тепер застосовують в радіотехніці і електроніці.

У будівництві, як і раніше застосовується тільки глиняна кераміка. Поширеність глиняного кераміки пояснюється багато в чому властивостями сировини для її виготовлення - глини.

"Пластичність - властивість твердих тіл під дією зовнішніх сил змінювати, не руйнуючись, свою форму і розміри і зберігати залишкові деформації після усунення цих сил". (Політехнічний словник)

Характерна ознака пластичності глини - здатність зберігати додану форму виробу не тільки після формування, а й після випалу.

Пластичність глини обумовлена ​​її будовою. Глина складається з найдрібніших частинок (близько 0,01 мкм). У сухий глині ​​створюються точкові контакти між частинками, при цьому утворюються об'ємні петлі з пустотами, що перевищують розміри самих частинок. При зволоженні глини вода впроваджується, перш за все, всередину глинистих частинок, між площинами пластинчастих кристалів алюмосиликатов. Частинки набухають, зв'язку між ними послаблюються. При певній вологості (wр) у глини з'являється властивість раскативаемості. При подальшому зволоженні вода займає порожнечі в глині, проміжки між частинками. Контакти між частинками зберігаються аж до вологості плинності (Wт), при якій частинки починають «роз'їжджатися», глина тече. Властивість пластичності проявляється в проміжку між вологістю раскативаемості і вологістю плинності. Тому в технології кераміки і в науці про грунтах різниця (в процентних пунктах) Wт - wр називаютчіслом пластичності глини. Для будівельної кераміки, зокрема, для цегли найбільш підходять глини з числом пластичності від 7 до 15. Глини з меншим числом пластичності погано формуються у вологому стані (розсипаються), їх називають худими глинами. Кераміку з худих глин можна отримувати тільки при додаванні збагачують добавок - глин з великим числом пластичності, званих жирними глинами. Для отримання кераміки з жирних глин з числом пластичності більше 15 в них додають отощающие добавки (найчастіше пісок). Без отощающих добавок жирні глини дають велику усадку при випалюванні, що призводить до розтріскування виробів.

Спікливість глини - найважливіше її властивість ущільнюватися при випалюванні і давати міцний матеріал, званий в загальному випадку «глиняний черепок» Про ступінь спікання можна судити по водопоглинанню остиглого черепка. (Рис. 1)

При температурі tA. відповідній точці А на рис.1, починається спікання. Водопоглинання обпаленої глини різко знижується в міру підвищення температури випалу, досягаючи мінімуму при температурі tс. Різниця Тс - tA називається інтервалом спікання глини. Інтервал спікання легкоплавких глин (для стінового цегли) 50 # 730 ;. 100 # 730 ;, для вогнетривких, тугоплавких глин досягає 400 # 730 ;.

Точка Б на рис.1 відповідає водопоглинанню 5% і температурі TБ. Матеріали, обпалені при температурі нижче TБ і мають водопоглинання черепка вище 5%, називають пористої керамікою. Матеріал, обпалений при більш високій температурі і має водопоглинання менше 5%, називається щільною керамікою.

Рис.1. Залежність водопоглинання глиняного черепка від температури випалу

До пористої кераміки відноситься, наприклад, звичайний стіновий цегла, плитки для облицювання стін (не рахуючи шару глазурі, який відноситься до плавленим матеріалами). Щільна кераміка - плитки для підлоги, дорожня цегла, а також фаянс, напівпорцеляна, фарфор.

При температурі, вище Тс. може спостерігатися спучування матеріалу (внаслідок хімічних реакцій з виділенням газу) і відповідно підвищення його пористості і водопоглинання. При таких високих температурах отримують, наприклад, згаданий вище керамзит.