Химический состав легкоплавких глин
Глина состоит из химических соединений алюминия, кремния, железа, титана, кальция, магния, натрия, калия в виде окислов, солей и др. В глинах содержатся также некоторое количество органических веществ и вода.
Содержание важнейших окислов, входящих в состав легкоплавких глин, находится в следующих пределах (в %):
кремнезема Si02 —
Кремнезем — окись кремния Si02 находится в глинах в связанном и свободном состояниях: связанный кремнезем входит в состав глинообразующих минералов, свободный представлен в виде кварцевого песка и тонких пылевидных частиц (шлюфа).
Кварцевый песок в значительном количестве засоряет глину и снижает ее пластичность. С увеличением количества песка уменьшаются усадка изделий и их механическая прочность. Кроме того, изделия при большом содержании кремнезема могут в процессе обжига увеличиваться в объеме за счет превращений кварца в другие модификации (разновидности).
Глинозем А1203 находится в глине в связанном состоянии, участвуя в составе глинообразующих минералов и слюдянистых примесей. Он является наиболее тугоплавким окислом.
С повышением содержания глинозема, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность. Из такой глины впоследствие может быть произведен облицовочный кирпич М-125.
Двуокись титана ТЮ2 содержится в небольшом количестве до 1,5% и придает обожженвому изделию окраску зеленоватых тонов; интенсивность зависит от соотношения с другими окислами.
Окись железа Fe203 содержится в глинах главным образом в составе примесей и придает глинам после обжига преимущественно красноватый цвет; при содержании от 3% и более при восстановительной среде окись железа заметно снижает темпера-гуру обжига изделий, превращаясь в закисные формы.
Окись кальция (известь) СаО и окись магния (магнезия) MgO входят обычно в состав карбонатных пород — известняка, кальцита, доломита и присутствуют в глине в виде углекислого кальция СаС03 и углекислого магния MgC03.
Образующаяся в процессе обжига изделий окись кальция иод влиянием влаги воздуха превращается в гидрат окиси кальция Са(ОН)2 и, увеличиваясь в объеме, разрушает изделия. Влияние окиси магния менее значительно. Окись кальция влияет также на окраску получаемых изделий и придает им желтый или розовый цвет. Наличие окиси кальция в тонкораспыленном состоянии делает сырье менее чувствительным к сушке, т. е. уменьшает трещинообразование, что очень благоприятно сказывается на обжиге полнотелого кирпича.
Окислы щелочных металлов (Na20 и К2О) являются плавнями, понижают температуру обжига и придают керамическому черепку большую прочность. Высокий процент их, в особенности К2О, свидетельствует о значительном содержании слюды и гидрослюды в глинах. Они входят в состав глинообразующих минералов, но в большинстве случаев присутствуют в примесях в виде растворимых солей. При сушке изделий последние мигрируют (проникают) по капиллярам на их поверхность, а после обжига спекаются с черепком, образуя на внешней поверхности изделия белесоватые налеты, портящие цвет черепка.
Окислы щелочных металлов ослабляют красящее действие Fe203 и ТЮ2. Химический состав глин является их основной характеристикой и в значительной мере определяет их промышленное значение в производстве кирпича.