Глины, их состав и свойства

Гранулометрический состав глин — процентное содержание зерен различной величины в глинистой породе. Характеризуется большим разнообразием.

Размеры частиц легкоплавких глин, мкм:
Менее 5 ..............8—60%
5-50  .........6-55%
50-250 ........1-22%
Более 1000 ..............10%
Фракции с размером частиц 5—50 мкм относятся к пылевидным, от 50 мкм до 2 мм — к песчаным. Фракцию более 2 мм считают включениями.

Повышенное, содержание частиц размером менее 5 мкм придает глинам высокую пластичность и чувствительность к сушке, увеличивает усадку изделий при обжиге. Повышенное содержание пылевидной фракции в глинах повышает чувствительность к сушке и обжигу, снижает прочность изделий. Глины, содержащие крупнозернистый песок, менее чувствительны к сушке, чем глины, содержащие тонкодисперсный песок. Следовательно, зная гранулометрический и вещественный составы глин, можно ориентировочно определять их пригодность для изготовления керамических изделий того или иного вида.

Так, для тонкостенных и крупноразмерных керамических камней содержание фракций меньше 2 мкм должно быть в пределах 24—50%, фракций размером 2—20 мкм — 30—47%, более 20 мкм — 6—34%.

К основным технологическим свойствам глин относят пластичность, воздушную и огневую усадку, огнеупорность, спекаемость и цвет изделий после обжига.

ГПластичностью называется свойство глин при смешивании с водой давать вязкое тесто, которому можно придать любую форму, сохраняющуюся после снятия нагрузок. Степень пластичности глин характеризуется числом пластичности П, определяемым по формуле
П =Wт —Wp,
где Wт и Wр — влажность соответственно пределов текучести и раскатывания глиняного жгута, % *.

Например, если абсолютная влажность глины при нижнем пределе текучести Wт = 45%, а на границе раскатывания Wр = 25%, то степень пластичности составит 45-25 = 20%, а число пластичности будет 20. Оно определяет интервал влажности, в котором глина сохраняет пластическое состояние.

По числу пластичности П глины классифицируют (ГОСТ 9169—75) на высокопластичные с П более 25; среднепластичные   с   П=15...25;   умереннопластичные с П = 7..15; малопластичные с П = 3...7 и непластичные (теста из них не получается). Пластичность зависит  от гранулометрического и минералогического состава, вида глинистых минералов. Пластичность можно увеличить механическим измельчением, длительным вылеживанием, промораживанием, добавкой более пластичных глин и пластифицирующих добавок, например лигносульфоната технического (ЛСТ)**.

Высокопластичные глины требуют больше воды для, приготовления формовочных масс, их влажность 25—30% и более; влажность среднепластичных глин 20—25%, а для малопластичных 15—20%. При этом глины с большей влажностью более чувствительны к сушке. Пластичность можно уменьшить введением отощающих материалов  (песка, шлака, дегидратированной глины).

* Предел текучести — граница между пластическим и вязко-текучим состоянием системы, а предел раскатывания — между хрупким и пластическим состоянием.

** Лигносульфонат технический — отход целлюлозного производства, отвечает требованиям ОСТ 13-183-83.