Сырьевые материалы для получения керамических строительных материалов и изделий

Сырьевые материалы для изготовления изделий строительной керамики разделяются на две основные группы: — глинистые (пластичные); - непластичные.

Глинистые материалы (глины и каолины) — основное сырье. Непластичные материалы в зависимости от их роли в технологическом процессе делят на: — отощающие и флюсы (плавни). Глина — это продукт многолетнего разрушения полевошпатовых горных пород по реакции каолинизации:

R2ОАl2Оз6SiO2+CO2+2Н20=Аl2032SiO22Н20+К2С03+4SiO2.

Глинами называются землистые обломочные горные породы, способные с водой образовывать пластичное тесто, по высыхании сохраняющее приданную ему форму. Согласно классификации сырье разделяется по размерам: глинистые частицы менее 0,005 мм; пылеватые — 0,050−0,005 мм; песчаные — 0,05−2,00 мм. Глинистые породы наиболее распространенная в природе группа осадочных пород (около 50%). Глины содержат примеси других минералов. По вещественному составу (т. е. соотношению глинистых минералов и примесей) глинистое сырье разделяется на группы: глина, суглинок, супеси, лессы, мергель. Глина — природный землистый, тонкозернистый материал, содержащий 30% и более глинистых частиц. Чаще всего глины полиминеральны, но могут быть сложены преимущественно и одним глинистым минералом. Суглинки — тонкозернистая глинистая порода, содержащая 10−30% глинистых частиц (глина, окрашенная бурым железнякои и содержащая кварц). Лесс — пылевидный кварцевый песок на глинисто-известковой связке. Глины и суглинки с большим содержанием пылеватых частиц относятся к лёссовидным, в них содержание СаС03 более 10% (до 15−20% и более от общего веса). Лессы — разновидность глинистых материалов, состоящие из пылеватых частиц с большим количеством известковых включений. Супеси — это мелкообломочные горные породы с небольшим содержанием глинистых минералов от 3 до 10%. Мергель — древняя порода, богатая углекислой известью глина. Пылеватые определяют основные свойства глинистых пород. Сланец — тонкослоистая порода, содержащая незначительное количество глинистых частиц, они обладают большей плотностью, чем глины. В измельченном виде после затворения водой сланцы обладают пластичностью и формующей способностью. Образуются из глин путем уплотнения без существенных химических и минералогических изменений. Отходы углеобогащения обладают недостаточно стабильными свойствами, но могут использоваться как основное сырье в производстве кирпича и керамических камней. Содержание оксидов в зависимости от месторождения, %: SiO255—63; А120з 17−23; Fе203 3—11; СаО до 3,8; R20 до 2,7; содержание угля в пересчете на С 5— 25. Отходы углеобогащения Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печерского, Экибастузского и других бассейнов относятся и группе с содержанием — 70% глинистых минералов. Золы ТЭС состоят в основном из кислого алюмосиликатного стекла, аморфизированного глинистого вещества, кварца, полевого шпата, муллита, магнетита, гематита и остатков топлива. По нормам допустимое содержание остатков горючих в золе-уносе ТЭС должно находиться, % от массы золы: бурых углей и сланцев менее 4, каменных углей 3—12, антрацита 15—25. В производстве кирпича золу с удельной поверхностью 2000— 3000 см 2/г используют в качестве основного сырья и в качестве отощающей и выгорающей добавки. В связи с повышенной влажностью и наличием шлака золу отвала перед подачей в производство необходимо подсушивать в естественных условиях и измельчать шлаковые включения. Удельная теплота сгорания золы в зависимости от содержания несгоревших частиц топлива 4200—12 500 кДж/кг (1000−3000 ккал/кг). В глиняную массу вводят 15— 45% золы ТЭС. Предпочтение следует отдавать золам с низким содержанием СаО+Мg0 и температурой размягчения до 12 000С. Отощающие материалы вводят в массы для уменьшения усадки при сушке и обжиге изделий для сохранения формы изделия в процессе его изготовления, облегчить и ускорить процессы сушки и обжига. Флюсы улучшают спекание керамического черепка при обжиге, снижают температуру обжига. Для производства обыкновенного строительного кирпича применяют всевозможные простые сорта легкоплавких песчанистых глин, а иногда и мергелистые глины, не содержащие вредных примесей грубых камней, известковых «дутиков», колчедана, гипса, крупных включений органических веществ и т. п.