Непластичные материалы и добавки к глинам

Отощающие материалы добавляют к пластичным глинам для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. Для этих целей используют дегидратированную глину, шамот, шлаки и золы, а также некоторые природные материалы (кварцевый песок, пылевидный кварц).

Порообразующие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге диссоциируют (мел, молотый доломит и др.)

1. Кварцевые материалы – наиболее распространенные природные отощающие добавки. К ним относятся жильный кварц, кварцевые пески и кремень. Они состоят из кремнезема и являются отощителями из-за способности не давать усадку при сушке и обжиге. Кварц и его кристаллические разновидности устойчивы к действию кислот (за исключением плавиковой) и менее стойки к щелочам. 2. Пылевидный кварц (маршаллит) – это природное вещество от серовато-белого до чисто белого цвета, с высокой дисперсностью. Он не является чистым кремнеземом, так как содержит значительное количество щелочных оксидов. Маршаллит применяется в производстве изделий тонкой керамики.

3. Кременьпредставляет собой кристаллическую разновидность кремнезема и встречается в природе в виде кусков различной формы. После предварительного обжига лучшие сорта кремня без примесей железа используют в производстве тонкой керамики. Кремневую гальку применяют в качестве мелющих тел в шаровых мельницах для измельчения керамических масс и глазурей.

4. Шамот изготовляют обжигом огнеупорных или тугоплавких глин при температурах 1000…1400°С. Его применяют как отощитель керамических масс, при производстве облицовочных плиток, фарфора и фаянса, шамотных огнеупоров. Шамот в отличие от других отощителей не понижает огнеупорности масс.

5. Дегидратированная глина применяется при недостатке отощителей. Она получается нагреванием обычной глины до 600…700°С, когда та теряет пластичность при удалении химически связанной воды. Ее применяют чаще в производстве грубой строительной керамики. Это позволяет снизить сроки сушки без появления трещин на изделиях, расширить базу отощителей.

6. Известняк является отощающей и разрыхляющей добавкой. При нагревании до 910°С карбонаты разлагаются на СО₂ и СаО, поэтому нельзя применять известняк размером более 0,63 мм, чтобы исключить растрескивание керамики.

Флюсующие материалы (плавни) – это материалы, взаимодействующие в обжиге с глинистыми минералами с образованием более легкоплавких соединений. Поэтому введение в состав массы плавней улучшает степень спекания и снижает температуру обжига. Плавни делят на две группы: флюсующие, имеющие низкую температуру плавления, – полевые шпаты, пегматиты, сиениты – и материалы с высокой температурой плавления, но дающие при обжиге легкоплавкие соединения с компонентами массы – мел, доломит, тальк.

1. Полевые шпаты представляют собой плавни, широко применяемые в производстве тонкой керамики. Различают следующие виды полевых шпатов.

Калиевый полевой шпат (ортоклаз) – K₂O·Al₂O₃·6SiO₂. Цвет его от белого, серого, желтоватого до коричнево- и темно-красного в зависимости от примесей. Плотность – 2,55 г/см³. Температура начала плавления – 1200°С.

Натриевый полевой шпат (альбит) – Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂ . Цвет белый, чаще светлых оттенков, но встречается также красного, желтого, серого и других тонов. Плотность – 2,6 г/см³, температура плавления – 1160…1190°С.

Известковый полевой шпат (анортит) – СаО·Al₂O₃·2SiO₂. Обычно желтоватого цвета. Температура плавления около 1550°С.

2. Нефелиновые сиениты используются керамической промышленностью в качестве заменителей полевых шпатов при производстве изделий, не требующих белизны черепка.

3. Доломит – используются как заменители мела и мрамора в производстве изделий тонкой керамики.Он оказывает на керамические массы более сильное флюсующее действие, что позволяет снизить температуру обжига масс и глазурей.

4. Тальк 4SiО·3МgO·Н₂O имеет огнеупорность 1500…1520°С. Добавка талька в фаянсовую массу предотвращает образование трещин в глазурном слое – «цека» – и повышает термостойкость.