Une forêt est une partie de la surface de la Terre couverte d'arbres. LA FORÊT LA FORÊT COMME MOYEN DE PRODUCTION D'un point de vue économique, la forêt agit comme
principaux moyens de production, formant un groupe spécial
les actifs de production, qui comprennent les terres
fonds forestier et réserves de bois.
La tâche principale de la foresterie, qui est une entreprise indépendante
branche de l'économie nationale est la culture, le soin, la protection et
protéger les forêts, les utiliser pour satisfaire en permanence
les besoins de l'économie nationale en bois et autres produits forestiers, ainsi que l'utilisation intégrale des fonctions sociales des forêts en croissance - protection de l'eau, sanitaires et d'hygiène, récréation, etc. PROVERBES SUR LA FORÊT
Vivre à côté de la forêt, c'est ne pas avoir faim.
La forêt est plus riche que le roi.
La forêt n'est pas seulement un loup, mais aussi un homme
se nourrit au maximum. À QUOI LA FORÊT EST-ELLE UTILISÉE
source de nourriture (champignons, baies, animaux, oiseaux) source d'énergie (bois de chauffage), matière première pour la production de papier matériel pour la construction et la production de meubles et de produits divers. FORÊT - MATIÈRES PREMIÈRES POUR LA PRODUCTION
MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION
Dans la production d'un tel matériau d'isolation thermique, jusqu'à 80% des matières premières proviennent de la transformation. Sa production est peu énergivore. L'isolant en coton est imprégné de composés de bore ignifuges et antifongiques, ils ne contiennent pas de substances nocives, y compris le formaldéhyde, qui est si dangereux pour la santé. Ils conviennent à l'isolation thermique des sols, des murs, des plafonds et des combles. Ils suppriment parfaitement le bruit et protègent des sons dans l'air.
Les plastiques comme matière première secondaire pour la construction
Les produits en plastique recyclé sont largement disponibles sur le marché de la construction. Il est fabriqué à partir d'emballages broyés collés avec un liant spécial, puis pressés en flocons. Le matériau résultant a des propriétés comparables au polystyrène expansé et est en même temps plus durable que lui. Des panneaux de drainage sont produits, également recommandés comme coffrage perdu, isolation thermique et feuille de fond de toit. Les plastiques recyclés ont également fait leur chemin dans les intérieurs, tels que les sous-tapis avec 100 % de fibres recyclées provenant d'anciens revêtements de sol, en plus ancrés au sol de manière à minimiser l'utilisation d'adhésifs qui émettent des COV nocifs.
La construction est ce qu'ils font
constructeurs professionnels et
vouloir construire quelque chose
de vos propres mains. TYPES DE CONSTRUCTION génie civil;
ingénieur industriel;
construction de transports;
construction agricole;
construction militaire MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION EN BOIS Lors de la construction ou de la rénovation d'une maison, rarement quelqu'un
n'utilise pas de matériaux de construction en bois. Naturel
le bois et ses produits de construction sont respectueux de l'environnement et
pratique d'utilisation, bon rapport qualité prix
en termes de prix - qualité Les matériaux de construction diffèrent de
bois, selon le mode de fabrication. Dernier
sont très populaires auprès des constructeurs
plaques apparues récemment, dans la production desquelles
utiliser la direction de la puce orientée. Tel
les plaques sont suffisamment élastiques et présentent des propriétés mécaniques élevées
propriétés Les matériaux de construction en bois se combinent parfaitement
variété, praticité et propriétés décoratives, ce qui rend
indispensable pour tout type de travaux de réparation. BOIS Le bois est le matériau de construction le plus ancien
matériel d'accompagnement
personne toute sa vie. BOIS DE DIFFÉRENTES ESPÈCES D'ARBRES
Chêne et hêtre Frêne et érable Mélèze et cèdre
Bois de pin et d'épicéa BOIS D'AULNE
Administration du district de la ville de Samara
AMOU VPO Académie d'État et d'administration municipale de Samara
Faculté d'économie
Département des technologies du cadastre et de la géoinformation
Test
discipline : "Science des matériaux"
sur le thème: "Matières premières pour la production de céramique matériaux de construction»
Samara, 2013
Contenu
Présentation………………………………………………..…… ……….…..…….….3
I. Informations générales et matières premières pour la production de matériaux de construction en céramique……………………………………………………………………………………..4
II. La formation des matériaux argileux et leurs compositions chimiques et minéralogiques………………………………………………………………………………….6
2.1 Principaux constituants minéraux des argiles………………………………. sept
2.2 Impuretés………………………………………………………………………..8
2.3 Composition chimique argile………………………………………………………...9
3.1 Composition granulométrique des argiles………………………………………….12
3.2 Propriétés technologiques des argiles………………………………………………………13
3.3 Classification des matières premières argileuses pour les produits céramiques………20
Bibliographie………………………………………….…. 24
Candidatures……………………………………………………………………....25
Introduction
Dans ce travail de contrôle, sur le thème: "Matériaux de construction en céramique", nous considérerons:
- informations générales et matières premières pour la production de matériaux de construction en céramique;
formation des matériaux argileux et leurs compositions chimiques et minéralogiques;
propriétés technologiques des matériaux argileux.
La production de céramique est née à l'époque préhistorique après que les gens aient appris à fabriquer et à utiliser le feu. L'homme a vu qu'avec l'aide de la chaleur, il est possible de conserver la forme d'objets moulés en argile et de les rendre imperméables à l'eau. On s'est vite rendu compte que toutes les argiles avaient des propriétés différentes et que différentes argiles devaient être utilisées pour fabriquer certains produits.
Les matériaux de construction en céramique répondent pleinement aux exigences de durabilité et présentent des qualités architecturales et artistiques élevées. Ils résistent aux environnements agressifs, aux intempéries et au gel.
Les produits céramiques trouvent les applications les plus diverses dans de nombreux secteurs de l'économie nationale et dans la vie quotidienne. Ils sont utilisés comme matériaux de construction - briques, tuiles, carreaux de parement pour murs et sols, tuyaux d'égout, divers produits sanitaires. Les plats en porcelaine et en faïence restent les plus répandus et les plus utilisés à ce jour.
I. Informations générales et matières premières pour la production de matériaux de construction en céramique
La céramique est appelée pierre artificielle obtenue par cuisson de matières premières moulées à partir de roches argileuses. Les matériaux céramiques, utilisés depuis l'Antiquité, présentent de nombreux avantages: les matières premières pour eux sont largement distribuées dans la nature; raw peut avoir n'importe quelle forme; les produits cuits sont solides et durables. Les inconvénients des matériaux céramiques comprennent : la possibilité de fabriquer des produits de tailles relativement petites seulement ; consommation de carburant élevée pour le tir; la difficulté de mécaniser le travail dans la construction de structures en matériaux céramiques.
Selon la porosité, les matériaux céramiques sont divisés en poreux avec une absorption d'eau supérieure à 5% et dense avec une absorption d'eau inférieure à 5%. Les matériaux denses et poreux peuvent désigner une poterie brute, caractérisée par un tesson coloré, ou une poterie fine, caractérisée par un tesson blanc et uniforme. La céramique brute est largement utilisée dans la construction. Indépendamment de la porosité et de la couleur du tesson, les matériaux céramiques peuvent être non émaillés et émaillés. La glaçure est une couche vitreuse appliquée à la surface d'un matériau et fixée à celui-ci lors de la cuisson. Glaze a une densité élevée et une résistance chimique.
Selon le domaine d'application dans la construction, les matériaux céramiques sont répartis dans les groupes suivants :
mur - brique d'argile ordinaire, moulage en plastique creux et poreux-creux, pressage semi-sec corsé et creux, pierres de moulage en plastique creuses;
pierres creuses pour sols souvent nervurés, pour poutres céramiques renforcées, pierres pour tourets ;
pour faire face aux façades de bâtiments - briques et pierres de parement, céramique de moquette, carreaux de façade de petite taille, dalles de façade et appuis de fenêtre;
pour le revêtement intérieur des bâtiments - carreaux pour revêtement mural, pièces encastrées, carreaux de sol;
toiture - tuiles ordinaires, faîtières, rainurées et spéciales en terre cuite;
tuyaux en céramique - égouts et drainage;
matériaux spéciaux - briques courbes, pierres pour les installations d'assainissement, céramiques isolantes thermiques sanitaires et très poreuses, produits résistants aux acides (briques, tuiles, pièces moulées et tuyaux), produits réfractaires (briques, tuiles moulées et pièces).
Selon la tradition établie, les produits poreux à structure à gros grains constitués de masses argileuses sont appelés céramiques grossières, et les produits denses à structure à grains fins, CA avec un tesson fritté, imperméables, tels que les carreaux de sol, sont appelés construction fine. céramique.
Dans la production de céramiques de construction, on utilise principalement des méthodes de formation plastique et de pressage semi-sec, et beaucoup moins souvent de moulage dans des moules en plâtre (produits sanitaires).
De nombreux scientifiques pensent que la mullite fournit la principale résistance des matériaux céramiques frittés. Mullite 3Al 2 O 3 ? 2SiO 2 forme des cristaux aciculaires, prismatiques ou fibreux avec un clivage parfait bien visible.
La composition de la mullite a longtemps fait l'objet de discussions, à la suite desquelles les chercheurs sont arrivés à la conclusion que la composition de la mullite varie de 2Al 2 O 3 ? SiO 2 à 3Al 2 O 3 ? 2SiO2.
Le minéral peut former des intercroissances et des amas (Annexe A). Les impuretés Fe 2 O 3 et TiO 2 provoquent l'apparition de pléochrysme dans des tons jaunâtres et bleutés. La masse volumique de la mullite est de 3,03 g/cm 3 . La taille des cristaux de mullite est variée : de 2 à 5 × 10 -6 m, dans l'argile réfractaire - jusqu'à 10 mm de longueur dans les produits de mullite. Également inclus dans la porcelaine.
II. Formation des matériaux argileux et leurs compositions chimiques et minéralogiques
L'argile - un produit finement dispersé de la décomposition et de l'altération d'une grande variété de roches (la taille prédominante des particules est inférieure à 0,01 mm) - est capable de former une masse plastique avec de l'eau, qui conserve la forme qui lui a été donnée, et après séchage et la cuisson acquiert des propriétés semblables à celles de la pierre.
Selon les conditions géologiques de formation, les argiles sont divisées en résiduelles ou primaires (éluviales), formées directement sur le site de la roche mère, et sédimentaires ou secondaires, formées par transfert et redéposition par l'eau, le vent ou les glaciers vers un nouvel emplacement. En règle générale, les argiles éluviales sont de mauvaise qualité, les roches mères y sont préservées, elles sont souvent colmatées par des hydroxydes de fer et sont généralement de faible plasticité.
Les argiles secondaires sont divisées en argiles déluviales, transférées par les eaux de pluie ou de neige, glaciaires et lœss, transférées respectivement par les glaciers et le vent. Les argiles déluviennes sont caractérisées par des stratifications stratifiées, une grande hétérogénéité de composition et un colmatage avec diverses impuretés. Les argiles glaciaires se trouvent généralement dans des lentilles et sont fortement obstruées par des inclusions étrangères (des gros rochers au petit gravier). Les argiles loess sont les plus homogènes. Ils se caractérisent par une dispersion élevée et une structure poreuse.
Les roches argileuses (argiles, limons, mudstones, siltstones, ardoises, et autres) utilisées comme matières premières pour la production de briques et pierres céramiques doivent être conformes aux exigences de l'OST 21-78-88 (valable jusqu'au 01.01.96), et les la classification des matières premières est donnée dans GOST 9169-75*.
L'adéquation de l'argile à la brique est déterminée en fonction des caractéristiques minéralo-pétrographiques, de la composition chimique, des indicateurs de propriétés technologiques et des caractéristiques rationnelles.
2.1 Principaux constituants minéraux des argiles : kaolinite, montmorillonite, hydromica (illite).
Kaolinite (Al 2 O 3 ? 2SiO 2 ? 2H 2 O) - a une structure relativement dense du réseau cristallin avec une distance interplanaire relativement petite de 7,2 A. Par conséquent, la kaolinite n'est pas capable de se fixer et de retenir fermement une grande quantité d'eau , et lors du séchage de l'argile avec une teneur élevée en kaolinite, libèrent relativement librement et rapidement l'eau attachée. La taille des particules de kaolinite est de 0,003 à 0,001 mm. Les principales variétés du groupe des kaolinites sont la kaolinite, la dickite et le nakrit. La kaolinite est la plus courante. La kaolinite est peu sensible au séchage et à la cuisson, gonfle légèrement dans l'eau et a une capacité d'adsorption et une plasticité faibles.
Montmorillonite - (Al 2 O 3? 2SiO 2? 2H 2 O? nH 2 O) (app. B) - a une liaison faible entre les emballages, car la distance entre eux est relativement grande - 9,6-21,4 A, et il peut augmentent sous l'influence des molécules d'eau coincées. En d'autres termes, le réseau cristallin de la montmorillonite est mobile (gonflement). Par conséquent, les argiles montmorillonite sont capables d'absorber intensément une grande quantité d'eau, de la retenir fermement et sont difficiles à abandonner lorsqu'elles sont séchées, et gonflent également fortement lorsqu'elles sont humidifiées avec une augmentation de volume jusqu'à 16 fois. La taille des particules de montmorillonite est bien inférieure à 1 micron (<0,001мм). Эти глины
имеют наиболее высокую дисперсность
среди всех глинистых минералов, наибольшую
набухаемость, пластичность, связность
и высокую чувствительность к сушке
и обжигу.
Les principaux représentants du groupe de la montmorillonite sont : la montmorillonite, la nontronite, la beidelite.
Halloysite - Al 2 O 3 ? 2SiO2 ? 4H 2 O - comprend l'halloysite, la ferrigalloysite et la métahalloysite, est un compagnon fréquent dans les kaolinites et les argiles kaoliniques. L'halloysite, par rapport à la kaolinite, a une plus grande finesse, plasticité et capacité d'adsorption.
Hydromicas - (illite, hydromuscovite, glauconite, etc.) sont le produit de divers degrés d'hydratation des micas. On les retrouve en quantité importante dans les argiles fusibles et en faible quantité dans les argiles réfractaires et réfractaires.
Illite (hydromique) - K 2 O? MgO ? 4Al2O3? 7SiO2 ? 2H 2 O - est un produit d'hydratation à long terme des micas, et son réseau cristallin est similaire à la montmorillonite. Selon l'intensité de la liaison avec l'eau, les hydromicas occupent une position médiane entre la kaolinite et la montmorillonite. La taille des particules d'hydromica est d'environ 1 micron (~ 0,001 mm).
2.2 Impuretés.
En plus des composants argileux, les roches argileuses contiennent diverses impuretés, qui sont divisées en quartz, carbonate, oxydes ferrugineux, organiques et alcalins.
Les impuretés de quartz se trouvent dans l'argile sous forme de sable et de poussière de quartz. Ils amincissent l'argile et altèrent sa plasticité et ses propriétés de moulage, bien que le sable de quartz grossier améliore les propriétés de séchage des argiles, tandis que le sable fin les aggrave. Dans le même temps, les impuretés de quartz détériorent les propriétés de cuisson, abaissent la résistance à la fissuration des produits cuits pendant leur refroidissement et réduisent la résistance et la résistance au gel.
Les impuretés carbonatées se trouvent dans les argiles sous 3 formes structurelles : sous forme de particules de limon finement dispersées et uniformément réparties, d'impuretés lâches et farineuses, et sous forme de particules pierreuses denses.
Les impuretés carbonatées finement dispersées, se décomposant lors de la cuisson selon la réaction CaCO 3 = CaO + CO 2 , contribuent à la formation d'un tesson poreux et diminuent sa résistance. Ces petites inclusions ne sont pas nocives pour la céramique murale. Les dépôts lâches et les accumulations lors du traitement mécanique de l'argile sont facilement décomposés en plus petits et ne réduisent pas de manière significative la qualité des produits.
Les plus nocives et les plus dangereuses sont les inclusions de carbonate pierreux d'une taille supérieure à 1 mm, car après la cuisson de la céramique, ces inclusions restent dans le pot sous forme de chaux brûlée, qui par la suite, lorsque l'humidité est ajoutée de l'atmosphère ou, par exemple, lorsque les produits cuits sont humidifiés, passe dans l'hydroxyde de calcium selon le schéma
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + Q (chaleur).
Considérant que le volume d'hydroxyde est multiplié par plus de quatre par rapport à CaO, des contraintes internes importantes apparaissent dans le tesson, provoquant la formation de fissures. S'il y a beaucoup de ces inclusions, la destruction complète du produit céramique est possible.
Les impuretés ferreuses colorent la céramique de différentes couleurs : du marron clair au rouge foncé et même au noir. Les impuretés organiques brûlent pendant la cuisson, elles affectent considérablement le séchage du produit, car elles provoquent un retrait important, ce qui entraîne la formation de fissures.
2.3 Composition chimique des argiles.
La teneur en principaux composants chimiques de la roche argileuse est estimée par la teneur quantitative en dioxyde de silicium, y compris le quartz libre, la somme des oxydes d'aluminium et de titane, de fer, de calcium et de magnésium, de potassium et de sodium, la somme des composés soufrés ( en termes de SO 3), y compris le sulfure.
Habituellement, la composition chimique des argiles fusibles est, % : SiO 2 - 60 ... 85 ; Al 2 O 3 avec TiO 2 - pas moins de 7; Fe 2 O 3 avec FeO- pas plus de 14 ; CaO + MgO - pas plus de 20 ; R 2 O (K 2 O + Na 2 O) - pas plus de 7.
Les caractéristiques comparatives de la composition chimique des différentes argiles sont données dans le tableau. une.
Tableau 1. Composition chimique des argiles
La silice (SiO 2) se trouve dans les argiles à l'état lié et libre. Le premier fait partie des minéraux argileux et le second est représenté par des impuretés de silice. Avec une augmentation de la teneur en SiO 2, la plasticité des argiles diminue, la porosité augmente et la résistance des produits cuits diminue. Limitation de la teneur en SiO 2 - pas plus de 85%, y compris le quartz libre - pas plus de 60%.
L'alumine (Al 2 O 3) entre dans la composition des minéraux argileux et des impuretés micacées. Avec une augmentation de la teneur en Al 2 O 3 augmente la plasticité et la réfractarité des argiles. Habituellement, la teneur en alumine juge indirectement la valeur relative de la fraction argileuse dans la roche argileuse. L'alumine est contenue à partir de 10-15% dans la brique et jusqu'à 32-35% dans les argiles réfractaires.
Les oxydes de métaux alcalino-terreux (CaO et MgO) sont présents en petites quantités dans certains minéraux argileux. À des températures élevées, CaO réagit avec Al 2 O 3 et SiO 2 et, formant des masses fondues eutectiques sous forme de verres d'aluminium-calcium-silicate, abaisse fortement le point de fusion des argiles.
Les oxydes de métaux alcalino-terreux (Na 2 O et K 2 O) font partie de certains minéraux argileux, mais dans la plupart des cas ils sont impliqués dans les impuretés sous forme de sels solubles et dans les sables feldspathiques. Ils abaissent le point de fusion de l'argile et affaiblissent l'effet colorant du Fe 2 O 3 et du TiO 2 . Les oxydes de métaux alcalins sont de puissants flux, contribuent à augmenter le retrait, le compactage du tesson et augmentent sa résistance.
En tant que valeur limite des composés soufrés en termes de SO 3, pas plus de 2% sont pris, y compris le sulfure - pas plus de 0,8%. En présence de SO 3 supérieur à 0,5%, y compris de sulfure ne dépassant pas 0,3%, lors du test des roches argileuses, des méthodes doivent être déterminées pour éliminer l'efflorescence et l'efflorescence sur les produits non cuits en convertissant les sels solubles en sels insolubles.
III. Propriétés technologiques des matériaux argileux
3.1 La composition granulométrique des argiles est la répartition des grains dans la roche argileuse selon leur taille. En règle générale, la composition des grains de diverses argiles est caractérisée par les données présentées dans le tableau 2.
Tableau 2 . Composition des grains d'argiles
En comparant les données des tableaux de compositions chimiques (tableau 1) et granulométriques (tableau 2), on peut conclure qu'il existe des fluctuations importantes pour différentes argiles, ce qui ne permet pas d'établir avec précision la relation avec les propriétés des matières premières. Cependant, il existe certaines tendances générales. Une faible teneur en alumine (Al 2 O 3) avec une forte teneur en silice (SiO 2) indique une forte teneur en silice libre, que l'on retrouve principalement dans le composant grossier des argiles et qui est un additif pauvre naturel.
Les argiles à bas point de fusion sont caractérisées par la plus haute teneur en SiO 2 et fondants (R 2 O, RO, Fe 2 O 3) et la plus faible teneur en Al 2 O 3 . Ici, l'alumine est presque entièrement incluse dans la composition des minéraux argileux, comme l'indiquent les données du tableau 2, où la teneur en particules inférieures à 0,001 mm dans les argiles à bas point de fusion est la plus faible par rapport aux argiles réfractaires et réfractaires.
L'augmentation de la teneur en Al 2 O 3 dans les argiles indique une grande quantité de matière argileuse, sa plus grande dispersion et, par conséquent, une plus grande plasticité et connectivité du matériau. Une forte teneur en fondants et notamment en R 2 O (Na 2 O et K 2 O) avec une faible teneur en Al 2 O 3 indique une faible résistance au feu de l'argile. Moins l'argile est lisse, plus elle est réfractaire et fritte à des températures plus élevées. Cependant, la présence simultanée dans l'argile d'une quantité importante d'oxydes alcalins (principalement K 2 O) avec une teneur simultanée élevée en Al 2 O 3 et une faible teneur en autres fondants peut également déterminer la réfractaire élevée des argiles et la capacité à fritter à basse température, ce qui permet de produire une large gamme de produits poreux et frittés. Ainsi, sur la base de la connaissance de la composition chimico-minéralogique et granulaire des matières premières, il est possible d'estimer approximativement ses propriétés.
3.2 Les propriétés technologiques des argiles caractérisent le matériau à différentes étapes de son traitement dans le processus de fabrication de produits à partir de celui-ci. Les propriétés technologiques des roches argileuses sont étudiées en laboratoire et les résultats de l'étude sont généralement vérifiés dans des conditions semi-industrielles. Pour la bentonite, les argiles réfractaires et les matières premières céramiques, les résultats d'études en laboratoire sont vérifiés en conditions industrielles. Avec l'utilisation prévue de roches argileuses à des fins pour lesquelles il n'y a pas d'expérience de traitement dans des conditions industrielles, ainsi que lors de l'étude de la possibilité d'utiliser des matières premières qui ne répondent pas aux exigences des normes et spécifications, la recherche technologique est effectuée selon un programme spécial convenu avec les organisations intéressées.
Les propriétés technologiques les plus importantes des roches argileuses qui déterminent leur utilisation dans l'industrie sont la plasticité, la résistance au feu, le frittage, le gonflement, ainsi que le gonflement, le retrait, le retrait, la capacité d'adsorption, la capacité de liaison, le pouvoir masquant, la couleur, la capacité à former des suspensions stables. avec excès d'eau, relative inertie chimique. Ces propriétés sont déterminées par les processus qui se produisent dans le matériau lorsqu'il est mélangé avec de l'eau, moulé, séché et cuit.
Si la poudre d'argile sèche est humidifiée avec de l'eau, sa température augmentera. Cela est dû au fait que les molécules d'eau sont fortement associées aux minéraux argileux et y sont situées dans un certain ordre.
La capacité d'humidité caractérise la capacité de l'argile à contenir une certaine quantité d'eau et à la retenir. Avec une augmentation de la dispersion de l'argile, sa capacité d'humidité augmente. Les argiles montmorillonite ont la capacité d'humidité la plus élevée, les argiles kaolinite ont la plus faible.
Le gonflement fait référence à la capacité de l'argile à augmenter son volume en absorbant l'humidité de l'air ou par contact direct avec l'eau. Le processus de gonflement diminue avec le temps. Les roches argileuses lâches gonflent plus rapidement que les roches denses. La teneur en sable des argiles réduit le degré de leur gonflement. Les argiles montmorillonites gonflent plus que les argiles kaolinites.
Le trempage est la désintégration de gros agrégats d'argile dans l'eau en particules plus petites ou élémentaires. La première étape de la désintégration de l'agrégat d'argile se produit lors de son gonflement, lorsque des molécules d'eau, entraînées dans les interstices entre les grains d'argile, les coincent. Au fur et à mesure que l'épaisseur de la coquille d'eau augmente, la connexion entre les grains d'argile individuels est affaiblie et ils commencent à se déplacer librement dans l'eau, étant en suspension dans celle-ci - l'argile est complètement trempée. Pour accélérer le processus de trempage, l'argile est agitée, détruisant mécaniquement ses morceaux, ou l'eau est chauffée.
L'argile s'imbibe d'eau. Les argiles denses se mouillent très fort. Le pré-broyage et l'agitation pendant le trempage accélèrent ce processus. Lorsqu'elle est trempée, l'eau, pénétrant dans les pores entre les particules d'argile, les coince. Les particules agrégées se décomposent en grains plus petits ou en particules élémentaires de minéraux argileux avec la formation d'un système polydispersé. Dans le même temps, les particules d'argile commencent à absorber de l'eau, qui est absorbée entre les couches de groupes d'atomes ("paquet") du réseau cristallin de particules d'argile. Dans ce cas, les particules gonflent, augmentent de volume.
L'eau dans l'argile contient toujours une certaine quantité de sels dissous dont les molécules sont dissociées en ions. Les cations de ces sels, porteurs de charges positives, sont également entourés de leur "propre" coquille d'eau et, avec elle, peuvent être situés soit dans une couche diffuse, soit à la surface d'un grain d'un minéral argileux, créant le complexe dit sorbé.
Les processus qui se déroulent avec la participation du complexe d'échange d'ions affectent considérablement la stabilité (résistance à la décantation) des suspensions argileuses de barbotines, la filtration de l'eau dans les masses contenant de l'argile lors des processus de déshydratation (filtrage) des masses ou pendant le séchage. Ils affectent les propriétés mécaniques des masses argileuses plastiques et des produits semi-finis secs.
Le durcissement thixotrope est la propriété d'une masse argileuse humide de restaurer spontanément la structure et la résistance cassées. Ainsi, si une barbotine fraîchement préparée (une masse d'argile de consistance liquide) est laissée seule pendant un certain temps, elle s'épaissira et durcira, et après mélange, sa fluidité sera restaurée. Cela peut être répété plusieurs fois. L'autodurcissement de l'argile se produit en raison du processus de réorientation des particules d'argile et des molécules d'eau, ce qui augmente la force de leur adhérence. Dans ce cas, une partie de l'eau libre passe dans la limite. La thixotropie des argiles est d'une grande importance dans la préparation des barbotines, des pâtes plastiques et le moulage des produits.
Le phénomène de durcissement thixotrope des boues d'argile dans l'industrie céramique est appelé épaississement. La quantité d'épaississement dépend de la nature des argiles, de la teneur en électrolyte et de la teneur en humidité.
Liquéfaction - la propriété des argiles et des kaolins de former des suspensions stables mobiles lorsque de l'eau est ajoutée. La quantité d'eau nécessaire à la liquéfaction est déterminée par la composition minéralogique des argiles et est contrôlée par l'ajout d'électrolytes. La dilution optimale, c'est-à-dire la combinaison d'une fluidité suffisante et de la plus faible teneur en foyer, est obtenue avec le bon choix d'électrolyte et sa concentration. Comme électrolytes, on utilise généralement des solutions à 5% ou 10% de soude, de verre liquide, de pyrophosphate de sodium, etc.
Plasticité - la capacité de l'argile à former une pâte lorsqu'elle est mélangée à de l'eau, qui, sous l'influence de forces mécaniques externes, peut prendre n'importe quelle forme sans rompre la continuité et conserver cette forme après la cessation des forces. La plasticité des argiles dépend des compositions granulaires et minéralogiques, ainsi que des argiles sableuses. Avec une augmentation de la dispersion des argiles, leur plasticité augmente, les argiles montmorillonites ont la plasticité la plus élevée et les argiles kaolinites la plus faible.
Capacité de liaison - la propriété des argiles à lier les particules de matériaux inélastiques (sable, argile réfractaire), tout en maintenant la capacité de la masse à être moulée et à donner un produit suffisamment résistant après séchage. La capacité de liaison dépend du grain et de la composition minéralogique de l'argile.
Les changements qui se produisent dans la masse d'argile pendant son séchage se traduisent par des propriétés telles que le retrait à l'air, la sensibilité de l'argile au séchage et la capacité de conduction de l'humidité.
Le retrait à l'air est une diminution des dimensions linéaires et du volume d'un échantillon d'argile lors de son séchage. La quantité de retrait à l'air dépend de la composition quantitative et qualitative de la substance argileuse et de la capacité d'humidité de l'argile et varie de 2 à 10 %. Les argiles de montmorillonite ont le retrait le plus élevé, tandis que les argiles de kaolinite ont le plus bas. La teneur en sable des argiles réduit le retrait à l'air.
Pour une même argile, la quantité de retrait à l'air dépend de la teneur en humidité initiale de l'échantillon. Dans la première période de séchage, le retrait volumétrique est égal au volume d'humidité évaporée du produit. Dans ce cas, tout d'abord, l'eau capillaire s'évapore de l'argile, qui a une liaison moins forte avec les particules d'argile. Ensuite, l'eau des coquilles d'hydratation commence à pénétrer dans les capillaires, l'épaisseur des coquilles diminue et les particules d'argile commencent à se rapprocher. Puis vient un moment où les particules entrent en contact, et le rétrécissement s'arrête progressivement. Les grains de matériaux non plastiques peuvent également se rassembler en raison de la convergence des particules d'argile, cependant, d'autres grains empêchent la convergence complète des particules d'argile, c'est-à-dire que la présence de matériaux non plastiques dans la masse réduit le retrait à l'air.
La sensibilité des argiles au séchage affecte le temps de séchage - plus la sensibilité de l'argile au séchage est grande, plus il faut de temps pour sécher pour obtenir un produit sans fissures. Avec une augmentation de la teneur en matière argileuse, notamment en montmorillonite, la sensibilité des argiles au séchage augmente.
La capacité de conduction de l'humidité caractérise l'intensité du mouvement de l'humidité à l'intérieur du produit de séchage. Le processus de séchage d'un produit en argile comprend trois phases : le mouvement de l'humidité à l'intérieur du matériau, la formation de vapeur et le mouvement de la vapeur d'eau de la surface du produit vers l'environnement. Une mesure quantitative qui caractérise indirectement l'intensité du mouvement de l'humidité à l'intérieur d'un produit de séchage est le coefficient de diffusion. Cela dépend de la taille des capillaires, de la température, de la teneur en humidité, du type de minéral argileux (dans les argiles montmorillonites, il est 10 à 15 fois moins que dans les argiles kaolinites), de la teneur en sable des argiles.
Lors du chauffage des argiles, leurs propriétés thermiques se manifestent. Les plus importants d'entre eux sont la réfractarité, la prise en masse et le retrait au feu.
Résistance au feu - la capacité des argiles à résister à l'exposition à des températures élevées sans fondre. La résistance au feu des argiles dépend de leur composition chimique. L'alumine augmente la réfractarité des argiles, la silice fine la diminue et la silice à gros grains l'augmente. Les sels de métaux alcalins (sodium, potassium) abaissent fortement la résistance au feu des argiles et servent de fondants les plus puissants, les oxydes de métaux alcalino-terreux réduisent également la résistance au feu des argiles, mais leur effet se manifeste à des températures plus élevées. En termes de réfractarité (°C), les matières premières argileuses sont divisées en trois groupes : 1er - réfractaire (1580 et plus), 2e - réfractaire (moins de 1580 - jusqu'à 1350), 3e - fusible (moins de 1350).
Les variétés réfractaires de roches argileuses sont principalement de composition kaolinite, hydromicacée et halloysite ou consistent en un mélange de ces minéraux avec un mélange de quartz et de carbonates. La composition chimique des roches argileuses réfractaires est dominée par SiO2 et Al2O3, qui dans les meilleures variétés d'argiles réfractaires sont en quantités proches de leur teneur en kaolinite (SiO2 - 46,5%, Al2O3 - 39,5%). Dans certaines variétés d'argiles réfractaires, la teneur en A12O3 est réduite à 15–20 %. Les oxydes de fer et les sulfures se trouvent en quantités subalternes. Les impuretés nocives sont la calcite, le gypse, la sidérite, les composés de Mn et de Ti.
Les roches argileuses réfractaires ne sont pas homogènes en termes de composition minérale : elles contiennent de la kaolinite, de l'halloysite, de l'hydromica et, comme impuretés, du quartz, du mica, du feldspath et d'autres minéraux. L'alumine y est contenue dans la plage de 18 à 24%, parfois jusqu'à 30 à 32%; silice - 50-60%, oxydes de fer - jusqu'à 4-6%, moins souvent 7-12%.
Les roches argileuses à bas point de fusion sont généralement polyminérales. Ils contiennent généralement de la montmorillonite, de la beidellite, des hydromicas et des impuretés de quartz, de micas, de carbonates et d'autres minéraux. La teneur en alumine de ces roches ne dépasse pas 15–18%, la silice - 80% et la teneur en oxydes de fer est augmentée à 8–12%. Ils se caractérisent également par une forte teneur en plaines inondables - impuretés finement dispersées de minéraux ferrugineux, de calcium, de magnésium et alcalins.
Prise en masse - la capacité des argiles à se compacter pendant la cuisson avec la formation d'un éclat solide semblable à de la pierre. Il est caractérisé par le degré et l'intervalle de frittage.
Le degré de frittage est contrôlé par la quantité d'absorption d'eau et la densité de l'éclat de céramique. En fonction du degré de frittage, les matières premières argileuses sont divisées en une forte agglomération (un tesson est obtenu sans signes d'épuisement avec une absorption d'eau inférieure à 2%), un frittage moyen (un tesson avec une absorption d'eau de 2 à 5%) et non -frittage (on n'obtient pas un tesson avec une absorption d'eau de 5% ou moins sans signes de burnout) . Les signes de surcombustion sont une déformation de l'échantillon, un gonflement visible ou une diminution de sa densité globale de plus de 0,05*10 g/cm3. Les valeurs d'absorption d'eau indiquées doivent être maintenues au moins à deux points de température avec un intervalle de 50 ° C. Par exemple, si lors de la cuisson de l'argile à une température de 1150 ° C, le tesson a une absorption d'eau de 0,5%, et à 1100 - 2%, l'argile est fortement agglutinante, et si la même argile à une température de 1100:; "C forme un tesson avec une absorption d'eau de 4%, on parle de frittage moyen.
Le frittage de l'argile peut se produire à différentes températures
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