Здатність глиняного тіста змінювати форму під тиском без утворення тріщин і зберігати отриману форму після того, як тиск припиниться, називається пластичністю і є найважливішим властивістю, що дозволяє формувати з глини різні вироби
пластичність глини
Так як ступінь пластичності глин важлива для виробництва, її необхідно визначати кількісно, наприклад, за методом проф. П. А. Земятченского. При цьому глиняний зразок стискають під зростаючим навантаженням до появи перших тріщин і вимірюють його деформацію за допомогою приладу.
Для виготовлення зразка глину замішують з такою кількістю води, яке необхідно для формування виробів. Залежно від складу глини воно дорівнює 17-30% від ваги останньої.
З приготованого глиняного тіста
скачують кілька кульок діаметром 4,6 см і кладуть їх по черзі в прилад під навантаження, Навантаження збільшують до тих пір, поки кулька при стисканні розтріскається. У цей момент визначають навантаження і величину стиснення за шкалою. Пластичність глини буде тим вище, чим більше навантаження вона витримає, що не розтріскується,
і чим більше буде величина стиснення. Твір навантаження Р на величину стиснення а називається коефіцієнтом пластичності К.
К = Р -а кг-см.
Цей коефіцієнт виражає величину роботи, витраченої на стиск глини до втрати нею пластичності. Високопластична глини мають До не менш 3-3,5 кг • см.
Зміни при нагріванні, вогнетривкість глини
При нагріванні в глині відбувається ряд фізико-хімічних змін. При високій температурі, т. Е. В процесі випалу, глина перетворюється в кам'яноподібний матеріал, не розмокає у воді. Послідовність процесів, що відбуваються в глині при нагріванні, наступна.
Спочатку випаровується вільна вода, потім віддаляється вода, хімічно зв'язана каолинитом і іншими мінералами; попутно вигорають органічні домішки, а далі з карбонату кальцію, що міститься зазвичай в глині, виділяється вуглекислий газ. Інтенсивна втрата хімічно зв'язаної води починається з 430 і закінчується при температурі 750 °. В результаті глина втрачає пластичність і набуває максимальної пористість. Внаслідок нагрівання до 750 ° каолинит переходить в безводний каолнітовий ангідрид А12О3 • 2SiO2, а нагрівання вище 900 ° викликає розпад його на вільні оксиди Аl 2 Оз і SiO2; при температурі вище 1000 ° вони знову з'єднуються, але вже в інших співвідношеннях, утворюючи нові силікати алюмінію (силлиманит АЬО3 • SiO2 і муллит ЗА12О3 • 2SiO2).
Якщо глину, яка придбала максимальну пористість, продовжувати нагрівати, то легкоплавкие речовини почнуть плавитися і пов'язувати всю масу. Цей процес називається спіканням глини. Більшість глин починає спекаться при температурі не нижче 900 °. При триваючому підвищенні температури відбувається повне спікання глини все проміжки заповнюються розплаву матеріалом, проте маса ще здатна витримувати власну вагу, лише незначно деформуючись. При спіканні глина ущільнюється, і цим користуються для отримання щільних виробів.
Потім настає розм'якшення, маса не витримує власної ваги і розтікається.
Для виробництва щільних виробів
необхідно, щоб між температурами спікання і повного розм'якшення був досить великий ійтервал (не менше 100 °). Такий інтервал характерний для чистих каолінітові глин; для глин ж, що містять, наприклад, багато вуглекислого кальцію, цей інтервал - значно менше і становить іноді тільки 25 °. При цьому важко стежити за правильним режимом випалу.
Вогнетривкість глин залежить від їх складу
1) виміром її електричними або оптичними пірометрами під час деформації зразків глини;
2) порівнянням ступеня розм'якшення зразка даної глини і еталонних зразків (піроскопа).
Керамічні піроскопа - невеликі тригранні пірамідки, виготовлені з різних сумішей тонкомрлотих каоліну, кварцу, польового шпату, мармуру, окису заліза і борної кислоти (сильний плавень)
Мал. керамічні піроскопа
Зміна обсягу при сушінні і випалі глини
Глини під час сушіння і випалу зменшуються в об'ємі. Зміна обсягу при сушінні називають повітряною усадкою, а при випалюванні - вогневої усадкою.
Повітряна усадка відбувається тому, що при випаровуванні води глина стискається. В глинах, що містять велику кількість дрібних частинок, вода надходить з внутрішніх частин повільніше, ніж випаровується з поверхні; в результаті цього поверхневий шар глини висихає раніше, ніж внутрішній, і на поверхні виробу можуть утворитися тріщини.
Щоб зменшити усадку і розтріскування і прискорити сушку виробів, до глини додають дрібний пісок і інші отощающие домішки: шлак, золу, шамот (попередньо обпалена і подрібнена глина), зневоднені при 500 ° глину. Ці речовини утворюють в глині жорсткий скелет, що перешкоджає її стиску. Сушити глиняні вироби необхідно поступово, щоб уникнути їх викривлення і розтріскування.
Величина лінійної повітряної усадки у різних глин коливається від 5 до 12%. Її визначають для кожної глини дослідним шляхом і враховують при виборі розмірів форм для виробів, ці форми повинні виготовлятися з урахуванням повітряної та вогневої усадки.
Вогнева усадка досягає 1-2%, а іноді і вище. Якщо ж в глині міститься значна домішка кварцового піску, то вогневої усадки може не бути, навпаки, може статися розширення глини через особливих властивостей кварцу. Вогнева усадка виникає тоді, коли з глини починає віддалятися хімічно зв'язана вода, і досягає максимуму при спіканні глини. Жирні глини дають велику вогневу усадку, ніж худі, тому до них щоб уникнути розтріскування часто додають більш тонкі глини або пісок, шлак, золу, тпамот і т. П. В глині, що містить дрібні камені і гравій. при випалюванні утворюються тріщини, які служать однією з причин браку цегли. Тому великі домішки в глині неприпустимі.