Вода пластичного состояния

17.06.2018
Рабочее водосодержание — это количество (в %) воды, уходящей при высушивании до 105° С, необходимое для придания глине оптимальной пластичности. Определение этой величины в основном заключается в добавке воды к высушенной глине до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная пластичность (рабочее состояние). Определение оптимальной точки носит до некоторой степени субъективный характер, однако оно представляет затруднение только для неопытного исследователя. Что же касается опытных экспериментаторов, то такие измерения, как правило, дают хорошо совпадающие результаты. Обычно глина хорошо формуется при определенном содержании воды. При меньшей влажности масса при формовке трескается, а при большей течет и теряет форму после формования. В табл. 3-1 приведены величины рабочего содержания воды для различных глинистых минералов. Для каждой группы глинистых минералов существует, видимо, предел значений, поскольку на величину рабочего водосодержания оказывают влияние размеры частиц, состав обменных катионов и степень кристалличности глинистого минерала. В природных глинах на величину рабочего водосодержания могут также влиять неглинистые минералы, растворимые соли, органические соединения и структура материала.

На фиг. 3-2 показана прямая зависимость, существующая между содержанием воды в глине, имеющей оптимальную пластичность, и количеством глинистых минералов в иллитовых сланцах.

Для аттапульгита в табл. 3-1 приведено лишь одно значение. Однако из этого не следует, что все образцы глин из этого минерала имеют именно такое значение; просто определение было сделано на одном образце. Хлоритовые глины, по-видимому, дают те же величины, что и иллиты. Максимальное значение, приводимое для иллитов Уайтом, вероятно, заниженное. Несомненно, существуют иллиты, для которых характерны такие же предельные значения, как и максимальные значения для каолинита. В основном величины количества воды в рабочем тесте примерно одинаковы для каолинитовых, иллитовых, хлоритовых и галлуазитовых глин.

Зависимость пластических свойств от природы обменных катионов, размера частиц и степени кристалличности глинистых минералов лучше всего иллюстрируется пределами Аттерберга.

Можно утверждать, что значения для каолинита, иллитов, хлоритов и галлуазита мало меняются с изменением состава обменных катионов. Тем не менее для натрия отмечается тенденция давать более низкие значения, чем для других катионов — кальция, магния, калия и водорода. Для монтмориллонитов величина рабочего водосодержания резко меняется в зависимости от природы обменных катионов. Так, натрий дает высокие значения, а у кальциевых, магниевых, калиевых и водородных монтмориллонитов величины гораздо ниже. Из-за очень ясного тиксотропного характера натровых монтмориллонитов в них трудно измерить содержание воды в рабочей массе. Фактически точных значений нет; нельзя также точно определить содержание влаги, необходимое для создания оптимальной пластичности. Интересно отметить, что относительное влияние натрия на рабочее водосодержание монтмориллонита противоположно влиянию этого элемента на ту же величину в других глинах.

Для аллофанов данные отсутствуют; некоторые аллофаны, согласно Уайту, по существу лишены пластичности. Однако пределы Аттерберга свидетельствуют, что некоторые аллофановые глины дают те же значения содержаний воды в рабочем тесте, что и монтмориллонитовые глины.

При изготовлении керамических продуктов следует принимать минимальное значение содержания воды для создания оптимальной прочности. Однако оно должно обеспечивать возможность получения хорошей формы изделий; при этом необходимо, чтобы изделия не трескались, их можно было бы переносить руками и они не требовали бы больших усилий при формовке. При высоком содержании воды в рабочем тесте вода должна удаляться при высыхании, а это вызовет очень большую усадку, что нежелательно.

Высокие значения рабочего водосодержания для аттапульгитовых и монтмориллонитовых глин — первопричина, почему эти глины непригодны для керамической промышленности, хотя они могут добавляться в небольших количествах к другим глинам для придание им необходимой пластичности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: