Лабораторная работа №6. Определение сушильных свойств глин и изучение свойств керамических материалов после обжига

Лабораторная работа №6. Определение сушильных свойств глин и изучение свойств керамических материалов после обжига.

Цель работы: ознакомиться и усвоить методику определения сушильных свойств глин и керамических масс.

В настоящей лабораторной работе используются отформованные образцы, выполненные из керамической массы в работе № 2.2

Отформованные образцы размещают на полках и оставляют для воздушной сушки на 7-14 дней.

Досушивают образцы в сушильном шкафу до влажности 3-5% при температуре 105-110 °С. Обжиг образцов производят в лабораторных электропечах. Температура обжига зависит от свойств глины, используемой для изготовления экспериментальных образцов. Темпе­ратура обжига. При каждой температуре обжигают не менее трех образцов.

Определение чувствительности глины к сушке. Чувстви­тельность глин к сушке определяют на образцах 50×30×10 мм, которые изготовлены из теста нормальной рабочей консистенции. Образцы взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г непосредственно после формования и после естественной сушки до постоянной массы. Объем свежеотформованного и воздушно-сухого образ­цов обсчитывают с точностью до 0,05 см3, измеряя его размеры штангенциркулем.

Коэффициент чувствительности глин к сушке определяют по формуле:

Kr= V/ V0·(((g0-g)/(V0-V))-1)

где V0 - объем свежеотформованного образца, см3;

V - объем образца, высушенного до постоянной массы при 16-20 °С, см3;

g0 - масса свежеотформованного образца, г;

g - масса высушенного образца, г.

В зависимости от значения Kr глины можно разделить на следую­щие группы:

-  малочувствительные к сушке Kr<1;

-  среднечувствительные к сушке Kr = 1-2;

-  высокочувствительные к сушке Kr > 2.

Определение производится на трех образцах, а результат вычисляется как средний из трех значений.

Определение воздушной усадки.

При высушивании влага удаляется в первую очередь с поверхности, а затем из более глубоких слоев образцов, вследствие чего количество воды, заполняющей поры, уменьшается. Водные пленки вокруг глинистых частиц становятся тоньше, расклинивающее действие воды на частички глины проявляется менее энергично, и последние сближаются в размерах, т. е. происходит воздушная усадка.

Воздушная усадка зависит от минералогического состава глины, количества и гранулометрического состава отощающих материалов, дисперсности глины и составляет 3-4% для тощих и 12-14% для жир­ных глин.

Воздушную усадку измеряют по нанесенным меткам на диаго­нали образцов - плиток и вычисляют с помощью уравнения

Lвозд.=100%·(l0-l)/ l0,

где l0- первоначальное расстояние между метками, равное 50 мм;

l - расстояние между метками после высушивания, мм.

Если во время сушки на образцах появились трещины или они деформировались, то измерения на них не проводятся.

Определение огневой и общей усадки. Во время обжига кера­мических масс происходят глубокие физико-химические превращения, благодаря которым масса теряет свои первоначальные свойства и превращается в камнеподобное вещество с совершенно иными свойствами. При этом по мере повышения температуры обжига пористость уменьшается, масса становится плотнее и, достигнув максимальной плотности, превращается в искусственный камень.

Заканчивается обжиг выдержкой в течение 60 минут при конеч­ной температуре. Остывают образцы в закрытой печи в течение не­скольких часов, затем их вынимают, осматривают (дефектные образ­цы не учитываются) и штангенциркулем с точностью до 0,1 мм изме­ряют расстояние между усадочными метками.

Средняя огневая усадка составляет для частей глины 1-2%, для жирной - 4-6%.

Величина огневой усадки рассчитывается по формуле

Lогн.=100%·(l-l1)/ l,

где l - расстояние между метками сухого образца, мм;

l1 - расстояние между метками обожженного образца, мм.

Полной (общей) усадкой называют уменьшение размеров сухих образцов после обжига.

Lполн.=100%·(l0- l1)/ l0,

где l - расстояние между метками сухого образца, мм;

l1 - расстояние между метками обоженного образца, мм.

Полученные результаты рекомендуется представить в виде таблицы 3.

Таблица 3

Воздушная, огневая и полная усадка керамических образцов

Литература

1.  , Тихомирова технологии туго­плавких неметаллических силикатных материалов: Учеб. пособие. – М.: РХТУ им. , 2000. – 248 с.

2.  , , Куницкая техноло­гия силикатов. – Минск: Высшая школа, 1987. – 288 с.

Контрольные вопросы

1.  Роль процессов сушки в технологии тугоплавких неметалли­ческих и силикатных материалов.

2.  Что такое воздушная и огневая усадка керамических изделий?

3.  Как определяют воздушную, огневую и полную усадку? Типы тепловых агрегатов для сушки и обжига керамических полуфабрикатов.

4.  Как влияет водопоглощение и пористость на другие свойства керамических изделий?