Основні теоретичні відомості

Отримання пластичної глинистої маси з необхідними властивостями для нормального протікання процесу формування виробів є досить складним завданням. Це визначається тим, що на властивості маси впливає зміст і вид глинистої сировини, кількість, природа і дисперсність інших компонентів маси, спосіб переробки та інші фактори. Для отримання тістоподібної маси для кожного родовища глини необхідна різна кількість води. Тому важливим є вміння визначати водозатворення глинистих матеріалів.

Стан глинистої маси, при якій вона не прилипає до рук, легко приймає надану їй форму і зберігає її після формування, називають нормальною (робочою) консистенцією. Кількість води, необхідну для придання масі нормальної робочої консистенції називають формувальною вологістю.

Формувальна вологість глин коливається в широких межах і залежить від їх фізико-хімічних властивостей глин.

Академік Б.С. Лисін і Е.А. Галабутска після вивчення українських глин і каолінів встановили, що кількість води в масі нормальної робочої вологості становить від 31,8 до 54,0%. В дуже пластичних глинах при стані нормальної робочої вологості води міститься від 35 до 45%, в глинах середньої пластичності - від 25 до 35% і в непластичних глинах - от15до 25%.

Чисельне значення показника водозатворення зростає з підвищенням дисперсності глини та зі збільшенням вмісту глинистої речовини.

На формувальну вологість впливає природа глинистих мінералів які входять до складу глини. Найбільша кількість води потрібна для глин, які містять монтморилоніт порівняно з іншими мінералами.

Важливо оптимально підбирати формувальну вологість глиняних мас тому що це забезпечує нормальну роботу формувальних агрегатів і якість сформованого напівфабрикату.

Слід розрізняти абсолютну і відносну формувальну вологість.

Абсолютна формувальна вологість або вода затворення В_з показує, яку кількість води необхідно додати до абсолютно сухої глини (в% за масою) для отримання маси нормальної робочої консистенції. Розраховується за формулою:

 

B_з = (m₁ - m₂) / m₂ • 100, де

 

m₁ - маса вологої наважки глини нормальної робочої консистенції, г

m₂ - маса абсолютно сухої наважки глини, г висушеної при 105 -110ºС

Відносна формувальна вологість або повне водовміщення В_п - це вся кількість води, що міститься в масі нормальної робочої консистенції. Розраховується за формулою:

 

В_п = (m₁ - m₂) / m₁ • 100.

 

В технології кераміки використовують поняття робоче водовміщення В_р. Воно показує всю кількість води в %, яка додається до повітряно-сухої глини, для отримання маси нормальної формувальної консистенції.

 

В_р = (m₁ – m_пс) / m₁ • 100, де:

m_пс - маса повітряно-сухої наважки, г

Величини повного водовміщення В_п та вода затворення В_з представляють собою стійкі характеристики даного родовища глини.

Величина робочого водовміщення залежить від кар'єрної чи складської вологості глини і у виробничих умовах визначається регулярно.

Коли відома формувальна вологість можливо розрахувати необхідну кількість води, яку треба додати до матеріалу з відомою кар’єрною або складською вологістю щоб отримати масу нормальної робочої консистенції. В цьому випадку розрахунки проводять за формулою:

 

G = P(B_п – W_к^відн) / (100 – B_п);

Коли ж відома абсолютна вологість сировини, то формула для розрахунку виглядає так:

G = P(B_з – W_к^абс) / (100 + W_к^абс), де

G – кількість води яку необхідно додати щоб отримати масу нормальної робочої консистенції,г;

P – кількість кар’єрної глини,г;

W_к^відн, W_к^абс – кар’єрна вологість глини у відносних та абсолютних відсотках.

Масу нормальної робочої консистенції можна отримати двома способами:

1) Виготовляючи текучу масу, звану шлікером з наступним підсушуванням її до нормальної робочої консистенції.

2) Повітряно-суху глину замочуючи у воді до отримання маси нормальної робочої консистенції.