Сырье Производство керамики Керамические изделия Статьи Справочник

Огнеупорность глины

Огнеупорность — свойство глин выдерживать воздействие высоких температур, не расплавляясь и не деформируясь. Она определяется с помощью пироскопов (конусов Зегера).

Другой, более низкой, является температура спекания глины, когда возникает заполнение пор расплавом, но без деформации изделия, а только с его уплотнением, т.е. когда расплава сравнительно немного и черепок получается пористым с водопоглощением по массе более 5 %. Полностью спекшийся глиняный черепок имеет водопоглощение по массе 2—5%.

При нагревании выше температуры спекания количество расплава превышает объем пор, что приводит к деформированию изделий, а затем (при более высоких температурах) к постепенному расплавлению всей массы. Интервал между температурой спекания и началом деформирования (оплавления) глины называется интервалом спекания (иногда густоплавкостью). Чем больше этот интервал, тем меньше опасность деформирования изделий при обжиге. Для получения плотного черепка необходимо, чтобы интервал спекания был не менее 100 °С, для пористого — не менее 40-50 °С.

Огнеупорность зависит от химического и минерального состава глин, например, с увеличением содержания в глине каолинита повышается огнеупорность, а наличие минералов (полевых шпатов и др.) — плавно понижает ее. Глины имеют способность к ионному обмену с окружающей средой. Особенно легко замещаются катионы Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺ и анионы SO², Cl, РО, NO Их замена на другие приводит к изменению пластичности, густоплавкости и других свойств глин.

Добавочные вещества вводят в глину (смеси) для повышения или уменьшения ее пластичности, что важно при формовании изделий. При производстве легких пористых керамических изделий (кирпича, плитки и др.) в формовочную массу вводят выгорающие добавки (древесные опилки, торфяную крошку, угольную крошку). Для уменьшения пластичности глины применяют отощающие добавки: кварцевые пески, пылевидный кварц (маршаллит), молотый шамот (обожженная глина), золы ТЭС и др. Они ускоряют сушку сырца, уменьшают усадку изделий. Выгорающие добавки, которые образуют поры после их выгорания при обжиге изделий, также могут уменьшать пластичность глин. В качестве прообразующих добавок применяют молотый мел, доломит и вещества, которые при обжиге глин диссоциируют с выделением газа, например С0₂.

Для снижения температуры обжига изделий в формовочную массу вводят плавни — легкоплавкие вещества, называемые иногда флюсами. В процессе обжига они взаимодействуют с глинистыми веществами, образуя более легкоплавкие соединения, чем чистое глинистое вещество. К ним относятся полевые шпаты, пегматит, мел, доломит, руды, содержащие оксиды железа, и др. Иногда в глину вводят специальные добавки, например в целях повышения кислотостойкости — песчаные смеси, затворенные жидким стеклом, для окрашивания изделий — оксиды металлов, для улучшения качества кирпича — пирофосфаты и полифосфаты натрия и др.