Пластичность и связующая способность глин

Создано 13.08.2011 15:23
Обновлено 24.05.2012 03:34
Автор: Admin

Одним из основных положительных свойств глин является их пластичность. Это свойство проявляется а глине после замешивания ее с водой. При этом образуется вязкое тесто, которому можно придать любую устойчивую форму.

Обычно глина в естественном состоянии представляет собой рыхлую и мягкую массу, легко затворяющуюся водой, но в природе известны также плотные и твердые глинистые породы, такие, как аргиллиты и им подобные. Они не размокают и не распускаются в воде, проявляя пластичность только после тонкого измельчения.

Как было сказано выше, пластичность глин зависит в основном от минералогического состава, от наличия в них частиц, состоящих из глинистых минералов, имеющих размер меньше 0,005 мм. Чем больше таких частиц, тем выше их пластичность. По пластичности глины классифицируют (ГОСТ 9169-59) в зависимости от показателя числа пластичности. Число пластичности определяется стандартным методом по ГОСТ 5499-59 (ГОСТ 21216.1-93 Сырье глинистое. Метод определения пластичности).

Природную пластичность глины можно увеличить искусственно, подвергая ее предельному измельчению механической обработкой, растиранию, проминке, вылеживанию в атмосферных условиях, добавляя к ней небольшие количества растворов электролитов (работы Г. В. Куколева и др.). но можно и уменьшить, если ввести в нее непластичные материалы - кварцевый песок, молотую обожженную глину, малопластичные глины и другие добавки, снижающие содержание глинистых частиц на единицу объема приготовляемой керамической массы.

Свойство глины сохранять пластичность при смешении с непластичными материалами характеризует ее связующую способность. Связующая способность определяется количеством нормального (Вольского) песка (ГОСТ 6139-2003), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности (определяемым с помощью прибора Васильева) не менее 7. В зависимости от количества добавляемого песка (в процентах от веса глины) глины делят на следующие виды:

Хорошо связующие (жирные) - более 50%

Пластичные - 20-50%

Тощие - до 20%

Связующая способность глин может быть повышена введением небольших добавок (0,25-0,5%) некоторых видов поверхностно-активных веществ, например сульфитно-спиртовой барды и др. При выдерживании или вылеживании глинистой массы разной степени влажности, но без потери ею влаги происходит нарастание механической прочности массы под влиянием тиксотропии - способности системы обратно восстанавливать принудительно нарушенную сплошность.

Одной из характеристик механических свойств глин в пластично-вязком состоянии является предельное напряжение сдвига. Исследование явления сдвига в глинах имеет большое практическое значение. В таких связанных массах, как глина, явление сдвига усложняется тем, что к сопротивлению трения добавляется сопротивление сцепления, обусловливаемое наличием адсорбированных пленок воды, коллоидов, цементирующих веществ, структурности и ряда других факторов. Предельное напряжение сдвига также может регулироваться поверхностно-активными добавками, в частности той же сульфитно-спиртовой бардой.

Определение сопротивления глинистых масс сдвигу методом вдавливания штампа коническим пластометром Ребиндера производится в консистометре, в котором штампом служит конус, установленный основанием кверху. С помощью этого прибора определяется глубина предельного погружения конуса в исследуемую массу под действием постоянной нагрузки. Такой метод испытания основан на том, что при погружении конуса в глину или керамическую массу происходит сдвиг слоя массы вдоль боковой поверхности конуса.

При испытании глинистых масс на сдвиг одновременно могут быть определены коэффициент внутреннего трения и величина сцепления (связность). Обе характеристики (коэффициент внутреннего трения и сцепления) являются составной частью сопротивления массы сдвигу. При этом следует иметь в виду, что полученные величины внутреннего трения и сцепления не являются истинными значениями и носят лишь сравнительный и в известной мере условный характер.

Между этими показателями имеется зависимость, которая выражается линейным уравнением Кулона ? = f0+ C. На основании этого уравнения можно графически определить коэффициент внутреннего трения f и сцепление С. Основные параметры сдвига: коэффициент внутреннего трения и сцепление, так же как и предельное напряжение ? обычно устанавливаются при требуемой влажности.

Глины являются основным сырьем в производстве изделий строительной керамики, поэтому оценке их свойств и качества уделяется большое внимание. Оценку качества глины и заключение о ее пригодности для керамического производства дают на основании лабораторных, а также полузаводских испытаний.

Испытание глин начинается с отбора проб. Это очень ответственная операция, от выполнения которой зависят результаты последующих исследований. Испытание глин проводится в связи с выполнением геологоразведочных работ, при выборе площадки для вновь строящегося завода или освоения нового участка карьера и в связи с необходимостью систематически проверять качество сырья, поступающего на действующий завод.

Если результаты лабораторных исследований положительны, то установленные на основе их оптимальные составы масс и технологические параметры проверяются на образцах натуральных размеров в полузаводских условиях. Для полузаводских испытаний геологоразведочной партией отбираются и доставляются на место испытания представительные валовые пробы из шурфов или расчисток в количестве 16-30 т.

Рекомендуется приготовлять пробу весом не менее 20 т, а при испытании глины для кирпича полусухого прессования не менее 25-30 т. Проба сопровождается данными о сырье, лабораторных испытаниях сырья и заданием на полузаводское испытание.

Пробы, поступившие на предприятия для полузаводских испытаний, должны быть характерными для данного месторождения. Состав шихт и их количество для полузаводских испытаний определяются на основе лабораторных данных. После подготовки и переработки глины в такой степени, в которой это соответствует выбранному способу изготовления изделий, из нее формуют сырец, сушат его при различных режимах и сроках с целью установления оптимальных условий сушки и оптимального состава шихты, обеспечивающего наименьшее количество брака в сушке.

Обжиг опытных партий изделий проводится в заводских печах. После того как будут установлены оптимальный состав шихт, режим сушки и температура обжига, изготовляют опытную партию кирпича, например, в количестве 200 шт., по которой оценивают качество продукции.

Отчет заканчивается заключением о пригодности или непригодности сырья, указанием основных параметров производства и особенностей технологии изготовления изделия.