CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU sản XUẤT

Chương NGUN LIỆU SẢN X́T VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG I NGUN LIỆU DÙNG SX XƢƠNG GỐM II NGUYÊN LIEÄU DÙNG LÀM MEN VÀ MÀU III NGUYÊN LIỆU LÀM KHUÔN TẠO HÌNH IV TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU XƢƠNG VÀ MEN Choung VL GOM XD 3.1.1 Vật liệu gốm xây dựng gì? Choung VL GOM XD GẠCH, NGÓI Choung VL GOM XD GẠCH OÁP, LAÙT TRAÙNG MEN (CERAMIC) Choung VL GOM XD GẠCH GRANITE Choung VL GOM XD SỨ VỆ SINH Choung VL GOM XD I NGUYÊN LIEÄU DẺO Là nguyên liệu nhào trộn với nước có độ dẻo khả tạo hình - Cao lanh (đất sét trắng hay đất sét ngun sinh) - Đất sét (đất sét thứ sinh) Choung VL GOM XD Đất Cao lanh Choung VL GOM XD Đất Sét Choung VL GOM XD I.1 Nguồn gốc tạo thành Từ tràng thạch và các loại đá gốc chứa tràng thạch pecmatic, granit, gabro, bazan,…bị phong hóa tạo thành Trong môi trường axít yếu (pH= - 5) K2O.Al2O3.6SiO2 + 2H2O + CO2  Al2O3.2SiO2.2 H2O + K2CO3 + 4SiO2 Kaolinit  Trong môi trường kieàm (pH= - 9) K2O.Al2O3.6SiO2 + nH2O + CO2  Al2O3.4SiO2.n H2O + K2CO3 + 2SiO2 Montmorilonit Trong moâi trường biển khống montmorilonit chuyển hóa thành khống illit  Choung VL GOM XD 10 Sự biến đổi hóa lý đất sét nung  100 – 200oC: lượng nước tạo hình tự bốc hơi, đất sét bắt đầu co ngót  200 – 500oC: nước hấp phụ bay hơi, tạp chất hữu cháy, đs co đáng kể  >500 – 700oC: lượng nước liên kết hóa học bốc Al2O3.2SiO2.2 H2O  Al2O3.2SiO2 + 2H2O (caolinit) (meta caolinit)  700 – 900oC: xaûy phản ứng nhiệt phân Al2O3.2SiO2  Al2O3 + 2SiO2 CaCO3  CaO + CO2  900 -1050oC: Al2O3 + SiO2  Al2O3.SiO2 (khoaùng silimanhite)  1050–1250oC: 3Al2O3 + 3SiO2  3Al2O3.2SiO2 (khoaùng mullite) Choung VL GOM XD + SiO2 (cristobalit) 38 khoáng mulit hình thành có mặt pha lỏng (pha nóng chảy), khoáng này hình thành hoàn toàn đất sét kết kết thúc kết khối Đối với sản phẩm vật liệu gốm xd, nung khoảng̣ kết khối không nung đến nhiệt độ chảy Khoảng kết khối là khoảng nhiệt độ giữa hai thời điểm nhiệt độ bắt đầu kết khối và kết thúc kết khối Nhiệt độ bắt đầu kết khối là nhiệt độ mà đó số bộ phận của đất sét chảy nhét đầy các lỗ rỗng nhỏ làm sản phẩm đặc chắc, có cường độ cao, lúc này đất sét kết khối Choung VL GOM XD 39 Nhiệt độ kết thúc kết khối là nhiệt độ cao mà sản phẩm vẫn còn giữ nguyên hình dáng Tại nhiệt độ này vật liệu có độ hút nước thấp (< 1%) Nhiệt độ chảy là nhiệt độ quá nhiệt độ kết khối, đó toàn bộ đất sét bị chảy, sản phẩm không còn giữ hình dáng ban đầu Mất nung phần khối lượng giảm sau nung, tính bằng % MKN = [(msau sấy – msau nung)/msau sấy].100 (%) Choung VL GOM XD 40 II NGUYÊN LIỆU GẦY II.1 Khái niệm: Là vật liệu khơng có tính dẻo sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu gốm nhằm: - Giảm nhiệt độ kết khối nhiệt độ nung của hh phối liệu (nguyên liệu trợ dung) - Cung cấp thành phần SiO2 điều chỉnh độ dẻo của đất sét (nguyên liệu đầy) - Giúp tăng độ xớp, tăng tính cách nhiệt cho sản phẩm (ngun liệu làm nhẹ) Choung VL GOM XD 41 II.2 Nguyên liệu trợ dung Dùng để tạo pha lỏng, làm giảm nhiệt độ kết khối và nhiệt độ nung sở hàm lượng các oxit kiềm (K2O, Na2O) Nguyên liệu trợ dung có dạng: - Nguyên liệu trợ dung (tràng thạch); - Nguyên liệu trợ dung Eutecti Tràng Thạch là nguyên liệu trợ dung sử dụng phổ biến sản xuất gốm tinh Đặc điểm của nó là 10000C diễn sự chuyển hóa từ trạng thái tinh thể sang trạng thái dẻo nhiệt nóng chảy hoàn toàn Choung VL GOM XD 42    Tràng Thạch Natri (Na2O.Al2O3.6SiO2) bắt đầu nóng chảy 11200C và nóng chảy hoàn toàn 12100C Độ nhớt pha nóng chảy nhỏ, khoảng chảy hẹp (khoảng 50 – 1000C), tốt sản xuất men sứ Hàm lượng Na+ tăng độ nhớt pha nóng chảy giảm Tràng Thạch Kali (K2O.Al2O3.6SiO2) bắt đầu nóng chảy 11700C và nóng chảy hoàn toàn 15400C Độ nhớt pha nóng chảy cao Khoảng chảy rộng, 3000C, tốt sx xương gốm Tràng Thạch Canxi (CaO.Al2O3.2SiO2) có nhiệt độ bắt đầu nóng chảy nóng chảy cao nên không sử dụng làm thành phần trợ dung gốm sứ Choung VL GOM XD 43  Thực tế tràng thạch tồn dạng đơn khoáng riêng biệt mà phổ biến là các hỗn hợp đồng hình  Hỗn hợp đồng hình của tràng thạch natri và can xi (nhóm Plagiolas)  Hỗn hợp đồng hình của tràng thạch natri và kali (nhóm orthoclas) Choung VL GOM XD 44  Tràng Thạch nguyên liệu gầy quan trọng sản xuất gớm tinh vì:  TT định điều kiện công nghệ (nhiệt độ nung)  TT giúp tạo độ cao cho sản phẩm sứ sử dụng với hàm lượng đủ lớn (29 – 30)%  Đối với sứ điện cao thế, để có độ bền điện cao, hàm lượng TT sử dụng không < 30% Choung VL GOM XD 45 Nguyên liệu trợ dung Eutecti là nguyên liệu chứa các oxit Cao, MgO, K2O, Na2O, FeO,…(đá vôi, đôlômit, manhezit) với SiO2 (trong nguyên liệu dẻo) tạo thành các hỗn hợp eutecti có t0 nóng chảy thấp Choung VL GOM XD 46 II.3 Nguyên liệu đầy - Nguyên liệu đầy sử dụng nhằm giúp giảm độ dẻo của đất sét, tăng quá trình dẫn ẩm, giảm co ngót sấy, nung - Là thành phần trơ về mặt hóa học nung có khả phản ứng - Các loại nguyên liệu đầy thường dùng như: thạch anh (cát, quăczit), samôt,… Choung VL GOM XD 47  Nguyên liệu đầy thạch anh chứa 92% SiO2 thường sử dụng dạng cát quăczit với hàm lượng oxit gây màu nhỏ (TiO2 + Fe2O3≈ 0,01%) Khi nhiệt độ thay đổi (khoảng 5730C) thạch anh dễ bị biến đổi thù hình từ β-quăczit sang α-quăczit kèm theo biến đổi về thể tích tạo ứng suất khơng mong ḿn gây vết nứt xương  Cát nguyên liệu sản xuất men sứ thủy tinh  Quăczit nguyên liệu để sản xuất gạch chịu lửa dinat Choung VL GOM XD 48   Quăczit gồm quăczit tinh thể (kích thước hạt từ (0,05 – 0,4)mm) quăczit xi măng gồm hạt β-quăc mịn phân tán môi trường xi măng silic Nguyên liệu đầy loại samôt đất sét nung nhiệt độ (1000 -1400)0C đem nghiền mịn, đó 3SiO2.2Al2O3 (khóang Mulit) Choung VL GOM XD 49 II.4 Nguyên liệu làm nhẹ Dùng để tăng độ xốp và giảm độ truyền nhiệt của sản phẩm Có dạng: Nguyên liệu làm nhẹ gián tiếp: thân nó có khối lượng thể tích nhỏ (xớp, rỡng) xỉ, perlit dãn nở,… Ngun liệu làm nhẹ trực tiếp: nung cháy, để lại các lỗ rỗng làm sản phẩm xốp, nhẹ mùn cưa, than nghiền, tro xỉ,… Choung VL GOM XD 50 III NGUYÊN LIỆU LÀM KHUÔN TẠO HÌNH Dùng để tạo hình dạng sản phẩm theo nhu cầu sử dụng Có loại khn chính: - Khn bằng kim loại (ép đùn, ép bán khô) - Khuôn bằng vật liệu đàn hồi (ép đẳng tĩnh) - Khuôn bằng vật liệu xốp hút nước dùng trường hợp tạo hình theo pp hồ đổ rót đối với các sản phẩm sứ Khuôn này chế tạo bằng cách lấy thạch cao xây dựng (CaSO4.0,5H2O) trộn với nước từ (50 - 55)% khối lượng Nhược điểm: khuôn có độ bền không cao, thời gian sử dụng ngắn (hơn 50 lần), chu kỳ tạo hình sản phẩm lớn, chu kỳ tái sử dụng khuôn chậm Hiện khuôn nhựa (polyester, epoxit) sử dụng rộng rãi vì nó khắc phục các nhược điểm của khuôn thạch cao Choung VL GOM XD 51 Choung VL GOM XD 52 ... sấy – msau nung)/msau sấy] .10 0 (%) Choung VL GOM XD 40 II NGUYÊN LIỆU GẦY II .1 Khái niệm: Là vật liệu khơng có tính dẻo sử dụng làm ngun liệu sản xuất vật liệu gốm nhằm: - Giảm nhiệt... hh phối liệu (nguyên liệu trợ dung) - Cung cấp thành phần SiO2 điều chỉnh độ dẻo của đất sét (nguyên liệu đầy) - Giúp tăng đợ xớp, tăng tính cách nhiệt cho sản phẩm (nguyên liệu làm nhẹ)... của đất, sản phẩm dễ bị nứt nung Choung VL GOM XD 27 I.4 PHÂN LOẠI NGUYÊN LIỆU DẺO I.4 .1 Theo độ chịu lửa Nguyên liệu dẻo Độ chịu lửa (0C) %Al2O3 đất sét Đất sét chịu lửa 15 80 - 17 50 33