Глины, их состав и свойства

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, %,
L_в= [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 V_в , %, определяется по формуле
V_в =[(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, %:
L_обож = [(l₁ - l₂)/l₁] 100; V_обож = [(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.

* Нормальным песком считается кварцевый песок с зернами крупностью 0,5—0,9 мм из карьеров близ станции Привольск Саратовской обл.