Шамотная глина в керамике. Подготовка и производство шамотной глины
Шамотная глина в керамике. Подготовка и производство шамотной глины
Для получения шамотной глины смешивают в определенных пропорциях порошок каолиновой глины, крошку спекшейся дробленой глины и воду.
Порошок каолиновой глины добывается на специальных карьерах в Екатеринбурге, Воронеже, Новгородской области и в Украине. Там глина последовательно проходит процессы фильтрации, прессования и сублимации – это необходимо для того, чтобы очистить ее от органических примесей. Например, в правильно очищенной глине не должно быть примесей известняка: после обжига он повышает риск образования трещин.
Крошка из спекшейся дробленой глины, напротив, обязательно должна присутствовать в шамотной глине для придания будущей керамике дополнительной прочности – в данном случае она выполняет функции арматуры. Материал для изготовления крошки закупается на заводах по производству специальной огнеупорной керамики и дробится в специальных агрегатах.
Просеянная дробленая крошка, каолиновый порошок и вода в определенных количествах поступают в в мешалку. При этом в смесь добавляются плавни – специальные вещества, повышающие плотность, прочность, пластичность глины, а также придающие будущей керамике дополнительную морозоустойчивость. Получаемая в процессе смешивания глиняная масса – и есть шамотная глина.
Из мешалки она поступает в вакуумный пресс для удаления частиц воздуха, чтобы будущие изделия не получались пористыми. Пласты готовой глины, выходящие из пресса, перед дальнейшей обработкой должны вылежаться. В зависимости от предназначения, они вылеживаются от трех дней до нескольких недель.
Шамотная глина где добывают.
Шамот ( фр. chamotte ) — огнеупорная глина , каолин , обожжённые до потери пластичности, удаления химически связанной воды и доведённая до некоторой степени спекания. Данное наименование применяется также в отношении других исходных материалов, используемых для производства огнеупоров , обожжённых до окускования смешанных с глиной порошков и стабилизации свойств материала.
По применяемым материалам различают высоко глинозёмистый , корундовый , цирконовый шамот, изготовленный с применением шамотной глины кирпич .
В практике художественной керамики шамотом часто называют пластичную массу на основе глин разного состава с добавлением 30—40 % собственно шамотной крошки крупностью 0,2—2,5 мм, а также готовые обожжённые изделия из этой массы ( шамотные вазы ).
Сырьё поступает в печь в естественном виде или в брикетах, подготовленных на ленточных , вальцевых и других прессах .
По степени спекания различают высокоотожжённый шамот, с водопоглощением от 2—3 до 8—10 %, и низкожжённый — до 20—25 %.
Полученный шамот дробят, измельчают, после чего добавляют как отощающий компонент, который уменьшает пластичность и усадку при сушке и обжиге, в массу для формования изделий, в том числе из высокоглинозёмистых и других огнеупоров .
Также шамот используют при изготовлении мертелей , торкрет-масс , как наполнитель огнеупорных бетонов и в других составах.
В середине XX века, по мере роста распространённости материала, шамот начали применять для архитектурного оформления зданий и в скульптуре малых размеров.
В производстве используется токсичная фенольная смола ; технологический цикл предусматривает обжиг в печном цеху, в результате которого воздух вокруг предприятий загрязняется сернистыми и фенольными соединениями.
Другой фактор отрицательного воздействия на окружающую среду — шамотная пыль. Одна вращающаяся печь Велико-Анадольского огнеупорного комбината ежегодно производит около 13800 тонн такой пыли. Вдыхание её может являться фактором, способствующим развитию профессионального заболевания силикоза .
Среди известных российских предприятий, изготавливающих шамотные изделия, — «Снегирёвские огнеупоры» в посёлке Снегири под Москвой .
- М. : Советская энциклопедия, 1978. — ( : / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 29).
Шамотная глина, как сделать. Процесс приготовления
Вообще же процесс приготовления раствора шамотной глины технологически прост, справиться с ним сможет даже начинающий мастер отделочных работ. Для этого нужно взять фасованный порошок для приготовления шамотной глины, засыпать в высокую емкость и немного залить водой. Главное – не переборщить с водой, иначе раствор получится слишком жидким и не будет держаться на обрабатываемой поверхности. Нужно также обязательно учитывать, что качественный раствор для приготовления шамотной глины должен настаиваться в воде несколько суток, однако сегодня производители добавляют в состав порошка химические соединения, которые обеспечивают ускоренное приготовление раствора.
По сути это искусственная шамотная глина, однако составы для ускоренного приготовления шамотной глины пользуются высоким спросом. Здесь главное – не приобретать дешевые составы, ведь чем ниже цена раствора, тем ниже его качество. Соответственно, чем больше добавок в порошке для приготовления шамотной глины, тем выше должна быть его стоимость.
Когда готовится шамотная глина своими руками. важно обеспечить постоянное перемешивание. Если не перемешивать, то порошок слипнется и не полностью перемешается. Когда придет время нанесения раствора на поверхность, комки станут ощутимой проблемой качественной работе. Для подстраховки нужно помнить, что готовая к нанесению шамотная глина по консистенции должна напоминать густую сметану, а не молоко или кефир. Поэтому важно верно рассчитать соотношение воды и сухого раствора, иначе вся работа пойдет насмарку, а материал будет зря потрачен. Если нужно приготовить раствор шамотной глины, то нужно приобрести специальный порошок для моментального приготовления шамотной глины. С его помощью время приготовления сокращается в разы, но и действий он требует быстрых – иначе он просто слипнется.
При отделке поверхностей шамотная глина своими руками наносится так же легко, как и приготовляется. Она наносится шпателем на поверхность, разравнивается, и оставляется до полного высыхания. Когда глина высыхает, ее можно отшлифовать мягкой и мелкой наждачной бумагой. После этого отделка поверхности шамотной глиной завершена.
Шамотная глина, как разводить. Из чего состоит и как выглядит
Первоосновой шамота является каолиновая глина, которая образуется в результате оседания частиц разрушенных горных пород. Массу серой каолиновый глины подвергают термической обработке при высоких температурах – порядка 1300-1500 C o , в следствие чего она теряет практически всю воду, скрепляющую её молекулы, и глина спекается. После такой обработки каолин приобретает бурый оттенок и по физическим свойствам становится подобен камню. В готовый вид шамот приводят с помощью металлических валиков, которыми дробят куски обожжённого каолина.
Чем выше температура обжига каолиновой глины, тем меньше воды остаётся в составе шамота, благодаря чему материал теряет свою пластичностью и не подвергается кардинальным физическим и химическим изменениям при термическом воздействии. Иными словами, из-за потери воды шамот практически не расширяется при нагреве. По поглощению влаги шамот разделяют на:
- Высокоотожжённый. Водопоглощение – от 2 до 8%.
- Низкожжённый. Водопоглощение – от 20 до 25%.
Водопоглощение — количество влаги, которое способен впитать в себя и удерживать в порах материал. Данная характеристика выражается в процентах как разница массы сухого материала и насыщенного влагой. К примеру, если сухой материал имеет массу 1 кг, а полностью насыщенный (больше он жидкости впитать не способен) — 1100 грамм, то его водопоглощение – 10%.
Все виды шамотной глины выдерживают примерно одинаковую температуру, при которой не подвергаются её разрушительному воздействию — 1800 C o . Выдержанная температура зависит от конечного материала, в котором был использован шамотный порошок: концентрации в нём глины, воды, удерживающих веществ и иных химических реагентов. Производители могут (но не обязаны) указывать точную максимальную эксплуатационную температуру глины на мешке, добавляя при этом детальный состав для замешивания.
Шамотная глина для печи. Технические параметры и свойства
Характеристики шамотной глины у каждого производителя должны соответствовать нормативам ГОСТ 6137-8, который определяет основные параметры продукта:
- цвет сухой шамотной смеси – серый, по структуре продукт сыпучий, без комков и крупных конгломератов;
- фракция зерен по диаметру – приблизительно 2 мм;
- высокожженый шамот имеет коэффициент поглощения влаги от 2 до 10%;
- низкожженый шамот имеет коэффициент степени влажности в пределах 25%;
- общая влажность продукта не должна превышать 5%;
- температура плавления находится в диапазоне от 1550 до 1850°C.
Срок годности сухого шамотного состава не превышает 3 лет, при хранении его в сухой и плотно закрытой упаковке. Шамотные глиняные смеси применяют для кладки печей, каминов, дымоходов.
Из глины делают кирпичи, они так же, как и раствор, имеют огнестойкость и теплопроводность с одинаковыми параметрами.
Обоженный каолин обладает следующими полезными свойствами:
- высокая степень устойчивости к высоким температурным режимам дает возможность применять продукт для обустройства каминов, печей, а также дымоходов;
- глина способна пропускать сквозь себя влагу, тем самым удерживая комфортный микроклимат в помещении;
- при кладке глина используется в виде раствора, который обладает высокими адгезивными свойствами;
- натуральный состав глины является абсолютно безопасным продуктом для здоровья человека и окружающей среды;
- срок службы глины длительный, и в процессе эксплуатации материал не растрескивается и не крошится.
Недостатки шамотной глины заключаются в том, что этот продукт имеет высокую стоимость, а для приготовления рабочих растворов необходимо знать тонкости работы и обладать некоторыми навыками.
Основными физическими свойствами шамотной глины является ее огнеупорность, хорошая пластичность, способность к спекаемости и огневой усадке.
- Пластичность – под этим термином у увлажненного шамотного состава подразумевается возможность при приложении небольших усилий видоизменять заданную форму, при этом смесь остается в своем пластичном виде и не растрескивается. У глины пластичные свойства проявляются только при условии контакта с водой, причем в небольших количествах. Свойства пластичности находятся в зависимости от состава минералов, входящих в структуру глины, а также от размера частиц. В условиях нагревания до 150°C пластичность смеси носит обратимый характер. Однако если после окончания дегидратационного процесса нагреть шамот до 500-600°C, то обратимость пластичности будет утрачена. Если требуется снизить пластичность, то к глине добавляются так называемые отощители в виде кварца, шамотного песка. Кроме того, излишняя пластичность может быть снижена путем добавления малопластичных глин другого состава.