Глины монтмориллонитового, слюдистого состава вспучиваются интенсивнее при более низких температурах. Этому способствует возможность замещения одних ионов другими в кристаллической решетке и получение легкоплавких эвтектик.
На вспучиваемость глин различные оксиды и примеси влияют следующим образом:
1. Свободный SiO2. Он содержится в виде кварцевого песка, тонких пылевидных частиц, реже в виде кремния. По его содержанию дается характеристика сырья и делается вывод о необходимости введения добавок. Если SiO2 < 20%, то глина хорошо вспучивается и добавок не рекомендуется. Если SiO2 – 20…30% – сырье вспучивается, но рекомендуется ввести добавки, а если SiO2 более 30%, то сырье относится к невспучиваемому, и необходимо введение большого числа разнообразных добавок.
Повышение содержания SiO2 повышается вязкость расплава и увеличивается интервал вспучивания. Кроме этого, с увеличением количества песка уменьшается усадка и прочность изделия. Тонкодисперсные фракции повышают чувствительность глин к сушке.
2. Оксиды железа содержаться в количестве от 2,5 до 12%. Они определяют окислительно-восстановительные реакции при обжиге. Создают благоприятные условия для вспучивания сырья. Вспучивание происходит интенсивно и в полном объеме. Если содержание железистых <2%, то вспучиваемость резко снижается. Если их содержание более 3% и среда обжига восстановительная, то температура обжига снижается.
3. Оксиды щелочеземельных металлов ограничиваются следующим содержанием: CaO до 6% и MgO до 4%. Крупные включения CaO (Ø 10 мкм) в расплав не переходят, т.е являются вредными примесями. Под влиянием влаги воздуха гасятся, увеличиваясь в объеме и возможно разрушение структуры гранулы.
4. Оксиды щелочных металлов K2O и Na2O. Являются плавнями. Способствуют более раннему спеканию глинистых частиц за счет образования легкоплавких эвтектик. При содержании 1% K2O в расплав переходит 11% глинистой массы, и с увеличением % K2O увеличивается % перехода глинистой массы и температура спекания снижается.
5. Органические примеси. Допускается до 3%. Чаще содержаться в коллоидном состоянии, связывают большое количество воды, повышают пластичность глин, а при сушке полуфабриката являются причиной воздушной усадки и образования трещин. Они создают при обжиге восстановительную среду , что позволяет более полно протекать окислительно-восстановительным реакциям. Являются источником газовой фазы, образуют крупные поры.
Грансостав глинистого сырья
Грансоставом глин называют распределение зерен в глинистой породе по их величине, выраженное в процентах по весу.
|
|
В этом интервале почти
все керамзитовое сырье
размягчается.
|
Оптимальное содержание зерен менее 10 мкм для начала вспучивания глинистого сырья должно быть более 15%. Поэтому камнеподобные глины необходимо предварительно размолоть, тем самым коэффициент вспучивания возрастет с 1,7 до 6.
Классификация глин по содержанию тонкодисперсных фракций
1. Высокодисперсные глины >85% частиц < 10 мкм.
2. Дисперсные глины 40…85% частиц < 10 мкм.
3. Грубодисперсные < 40% частиц < 10 мкм.
Чем более дисперсно глинистое сырье, тем оно пластичнее. Исходя из этой классификации, глина будет хорошо вспучиваться, если содержит 85…95% глинистого вещества, считается средневспучивающейся, если глинистого вещества 60…62% и слабовспучивающейся, если его 42…60%.