Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

В общем виде процесс производства всех видов керамических изделии состоит из следующих операций: 1) подготовка сырых ма­ териалов, их смешение и приготовление керамической или рабочей

глин;. 2) отощнтеля; 3) плавня и 4) воды. При производстве изде­ лий грубой керамики второй и особенно третий материалы могут отсутствовать.

Существуют три наиболее часто практикуемых способа подго­ товки керамической массы: пластический, сухой и мокрый. Изделия грубой керамики (кирпич, черепица) большей частью изготовля­ ются пластическим способом, но применяется также и полусухой. При изготовлении изделий тонкой керамики керамическая масса

в зависимости от степени огнеупорности глин и вида изделий. При обжиге красного строительного кирпича температура составляет 1000°, а при обжиге фарфора достигает 1400°. Нормы расхода ос­ новного сырья для производства керамических изделий значитель­ но колеблются. Так, для глиняного кирпича различного типа расход

7,1, песка кварцевого 3,8, мела 0,04, талька 0,07, полевого шпата

0,137, химикатов 0,26.

Для санитарно-строительных изделий эти нормы (в т на 1 т продукции) составляют всего 2,5, в том числе: каолина 0,65, гли­ ны 0,96, песка кварцевого 0,43, полевого шпата 0,02, пегматита 0,06, мела 0,008, глинозема технического 0,023, талька 0,02, гипса

0,33, химикатов 0,01.

Керамические изделия, выпускаемые промышленностью строи­ тельных материалов, делятся на две основные группы:

I. Отделочная и специальная строительная керамика, куда вхо­ дят: 1) санитарно-строительная керамика (унитазы, бачки, умы­ вальники) ГОСТ 10547—63 и др.; 2) плитки для внутренних обли­ цовок, ГОСТ 6141—63; 3) фасадные облицовочные материалы, ГОСТ 6664—59; 4) плитки для полов, ГОСТ 6787—53; 5) канали­ зационные трубы, ГОСТ 286—54; 6 ) кислотоупорные изделия,

ГОСТ 961—57.

II. Стеновая и кровельная керамика, в том числе: 1) кирпич глиняный обыкновенный пластического или полусухого прессова-

44

ния, ГОСТ 530—54; 3) кирпич глиняный пустотелый пластического прессования, ГОСТ 6316—55; 3) кирпич глиняный пустотелый по­ лусухого прессования, ГОСТ 6248—59; 4) кирпич строительный легковесный, ГОСТ 648—41; 5) камни керамические стеновые, ГОСТ 6328—55; 6 ) блоки кирпичные крупные стеновые, ТУ 107— 55 Госстроя СССР; 7) внброкирпнчные панели (Вр. указ. Акаде­ мии строительства и архитектуры СССР — 1959); 8 ) черепица гли­

Для изготовления изделий, входящих в I группу, используются огнеупорные и тугоплавкие глины, каолины, полевые шпаты, квар­ цевый песок. Причем для изделий, входящих в подгруппы 1, 2, 3, требуются беложгущиеся глины и каолины. Стеновая и кровельная керамика (II группа) изготовляется главным образом из легко­ плавких глии. Иногда используются также тугоплавкие глины и всевозможные сланцы.

Государственных стандартов на сырые глины, кроме бентони­ товых, не разработано. Имеются только ГОСТ на обогащенные каолины (прилож. 4) и ГОСТ на каолин-сырец Кыштымского месторождения. Разработаны технические условия на огнеупорные

Ниже приводятся сведения о требованиях, предъявляемых про­ мышленностью строительной керамики к глинистым породам. Для приготовления фарфоро-фаянсовых изделий и санитарно-строитель­ ной керамики используются пластичные огнеупорные беложгу­ щиеся глины, каолины, кварцевый песок и полевой шпат. При этом большое значение имеет разжижаемость глин и каолинов, так как эти изделия производятся способом литья. Получение сус­ пензий требуемой текучести достигается путем добавления к сы­ рым материалам воды и электролитов (сода, жидкое стекло).

При производстве фарфора и фаянса в шихту иногда вводят бентонитовые глины, добавка которых значительно повышает пла-

45

стичность керамической массы, увеличивает механическую проч­ ность высушенных изделий, понижает температуру обжига и по­ вышает просвечиваемость фарфора. Качество бентонитовой глины лимитируется ГОСТ 7032—54, согласно которому глина должна отвечать требованиям, приведенным в табл. 16.

и невысокой чувствительностью к сушке, при введении отощителя легко формоваться, высыхать без трещин;

46

2 ) иметь низкую температуру и достаточный интервал спе­ кания;

3)после обжига иметь ровный светлый цвет;

4)-не содержать вредных примесей — зерен известняка, желе­

зистых и каменистых включений, и растворимых солей; 5) иметь достаточно однородный состав.

Глины, не отвечающие этим требованиям, подвергают коррек­ тировке.

Сырьем для изготовления половых плиток служат различные тугоплавкие и огнеупорные глины, содержащие в прокаленной на­ веске 18—33% А120 з, а также каолин, кварцевый песок, пегматит, нефелин и красители (хромовая руда, пиролюзит). Вредными при­ месями в глинах являются пирит, известняк, сидерит, гипс, слюда. Керамические канализационные трубы изготовляются из тугоплав­ ких и огнеупорных глин, содержащих в прокаленной навеске не менее 20% А120 3 и не более 70% Si02 и не содержащие пирита, сидерита и известняка. Для изготовления этих труб обычно при­ меняют глины высоко-, средне- и умереннопластичные с интерва­ лом спекания больше 50°, водопоглощением черепка меньше 7%.

Для изготовления кислотоупорных керамических изделий при­ меняют основные или полукислые глины высокой или средней пла­ стичности, не содержащие вредных примесей (пирит, сидерит, гипс, известняк). Спекаемость. глин должна происходить при темпера­ турах 1120—1200° при интервале спекания не менее 100°. По хими­ ческому составу глины должны содержать (в %): А120 3 20—40; Si02 55—65, Fe2C>3 — не более 3,5, СаО — не более 1—2.

Сырьем для производства керамических стеновых материалов (кирпич, блоки), черепицы, дренажных труб служат легкоплавкие глины с огнеупорностью ниже 1350°. Глины не должны содержать крупных включений, особенно карбонатных и примесей раствори­ мых солей. Формуемость глин должна быть хорошей, чувствитель­ ность к сушке небольшая, температура обжига 900— 1000°, интер­ вал между температурой обжига и началом размягчения под на­ грузкой— не менее 50°. Пределы колебаний химического состава и важнейших свойств кирпичных глин характеризуются следую­ щими показателями (Сыромятников, 1968).

47

Среди легкоплавких глин выделяют так называемые гончар­ ные, которые применяются для изготовления пустотелых изделии архитектурной керамики и черепицы. Они должны обладать хоро­ шей формовочной способностью, иметь число пластичности ие ме­ нее 14, воздушную усадку не более 10%, температуру обжига 950— 1000°, интервал между температурой обжига и началом размягче­ ния 50—75°. Химический состав гончарных глин следующий (в %): Si02 65—74; AI2O3 15—20; СаО 5— 6 (мелкораспыленная примесь). Глины не должны содержать включений кварца, гипса, пирита и известняка размером более 1 мм.

Для производства керамзита пригодно глинистое сырье, спо­ собное вспучиваться при нагревании в пределах температур

1150—1250°.

Вспучиваемость глии характеризуется коэффициентом вспучи­ вания К или объемной массой вспученного материала в куске.

но в заводских условиях. Взаимоотношения между этими коэффи­

глинистое сырье характеризуется очень слабой связью между ми­ неральными частицами, обработка производится пластическим спо­ собом; 2 ) камневидное глинистое сырье (не размокающее в воде), перед вспучиванием производится раздробление; 3) высокопла­ стичное (вязкое) глинистое сырье имеет большую плотность, обра­ батывается оно на зубчатых вальцах путем разрыва.

Процессы вспучивания глинистых пород до настоящего времени полностью не изучены, но активная роль некоторых окислов, мине­ ралов и веществ признается большинством исследователей. Важ­ нейшими компонентами состава глин, определяющими их способ­ ность к вспучиванию, являются окислы железа, органические ве­ щества и гидрослюды. Для хорошей вспучиваемости имеет боль­ шое значение содержание частиц размером меньше 10 мк, которых должно быть не менее 35%• Химический состав глин в известной степени позволяет определять их способность к вспучиванию. Глины, содержащие более 70% Si02, в большинстве случаев непри­ годны для получения керамзита. По мере увеличения содержания Si02 и уменьшения содержания А120 3, Fe20 3, MgO, Na20, К2О вспучиваемость глинистых пород уменьшается. Крупные зерна кварца также уменьшают вспучиваемость. Наиболее оптимальное содержание А120 3 17—22%. Хорошо вспучивающиеся глинистые породы обычно содержат до 2—3,5% СаО и около 2,5—3% К2О + -Т Na20.

48