Чтобы Скачать, следует зарегистрироваться. Можно также добавитьлюбой заархивированный файл, который считаете полезным,если Вам не жалко и не лень поделиться.;-)
Генетическая классификация горных пород. Влияние условий образования на структуру и свойства горных пород. Горные породы представляют собой скопления одного или нескольких минералов. Минералом называют тело, однородное по химическому составу и физическим свойствам, возникшее в результате физико-химических процессов, протекающих в земной коре. Группы минералов: 1.Группа кремнезема (кварц, опал, халцедон). 2.Группа железомагнезиальных (пироксены, амфиболы, роговая обманка). 3.Группа карбонатов (кальцит, доломит, магнезит). 4.Группа сульфатов (гипс, ангидрит). 5.Группа глинистых минералов (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит). 6.Группа алюмосиликатов (слюда, полевые шпаты). Группы горных пород по происхождению Изверженные, или магматические1. Массивные: а) глубинные — гранит, сиенит, диорит, габбро: б) излившиеся — порфиры, базальт, диабаз, трахит, андезит 2. Обломочные: а) рыхлые — вулканическийпепел, вулканический песок,пемзы; б) цементированные —вулканические туфы, трассы. Осадочные (седиментарные)1.Химические: известняк, доломит,магнезит, гипс,ангидрит 2. Обломочные:а) рыхлые — гравий,природный щебень, песок, глина; б) цементированные -песчаник, конгломерат, брекчия 3.Органогенные: плотный известняк,известняк-ракушечник, диатомит, трепел 3.Видоизмененные, или метаморфические1.Изверженные (гнейс) 2.Осадочные (сланцы,мрамор, кварцит). Свойства горных пород зависят от степени кристаллизации, размеров зерен, взаимного расположения составных частей породы, от плотности породы, которые определяются условиями образования. Магматические породы образовались в процессе кристаллизации сложного природного расплава-магмы. Осадочные возникли в поверхностных условиях из продуктов разрушения любых других горных пород. Метаморфические являются продуктом перекристаллизации и приспособления пород к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим условиям.По плотности: тяжелые — более 1800 кг/м3;легкие — менее 1800 кг/м3.По пределу прочности при сжатии (МПа) на марки: для тяжелых — от 10 до 100; для легких — от 0,4 до 20.По морозостойкости на марки:F15-500 (тяжелые)F10-25 (легкие). По степени обработки различают:грубообработанные (бутовый камень, щебень, гравий,песок); профилированные (пиленые штучные камни и блоки для стен; камни, плиты и профильные изделия для облицовки зданий и сооружений). Магматические горные породы: механизмы образования, особенности строения, минеральный состав, свойства, применение в строительстве. Главной составляющейизверженых пород является кремнезем (SiO2). Образование магматических пород связано с проблемами происхождения земли и строения Земли. Магматические горные породы в зависимости от условий происхождения делятся на Массивные: 1.Глубинные – это породы, образовавшиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре (гранит, сиенит, габбро, диорит). 2.Излившиеся породы образовались при излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности (порфиры, трахит, андезит, диабаз, базальт).Обломочные породы образовались при быстром охлаждениилавы: 1.рыхлые (вулканический пепел,вулканический песок, пемза) 2.цементированные (вулканические туфы).Глубинные горные породы образуются при медленном остывании магмы в глубинных породах, следствием является ряд общих свойств: малая пористость, большая плотность (2600-3000 кг/м3), высокая прочность (при сжатии 100-300 МПа), низкоеводопоглощение (меньше 1% по объему), морозостойкость. Обработка таких пород из-за высокой прочности затруднительна, но благодаря высокой плотности хорошо полируются и шлифуются. Граниты обладают благоприятным для строительного камня минеральным составом, отличающимся высоким содержанием кварца( 25-30 %), натриево- калиевых шпатов(35-40%) и плагиоклоза (25-30%). Прочность при сжатии (120-250 МПа), малая пористость (меньше 1,5%). Благодаря высокой кислотостойкости, граниты применяют в качестве кислотоупорной облицовки. Из всех изверженных пород граниты наиболее широко используют в строительстве, так как они являются самыми распространенными. Излившиеся горные породы:Порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам, а также сходны по прочности, пористости, водопоглощению. Трахиты по своему минеральному составу схожи с сиенитами, но более пористы, предел прочности при сжатии (60-70 МПа), легко обрабатываются, но не полируются.Андезиты желтовато-серого цвета, содержит плагиоклазы, роговую обманку, пористая структура, плотность (2700-3100 кг/м3), предел прочности при сжатии (140-250 МПа). Диабазы – порода мелкозернистая, имеют черный цвет, отличаются высокой твердостью, прочностью(300-400 МПа) и вязкостью. Обломочные горные породы: Пемза представляет собой пористое вулканическое стекло, цвет белый или серый, пористость до 60%, Твердость около 6, истинная плотность 300-900 кг/м3. Вулканический пепел – мелкие частицы лавы размером до 2мм, является активной минеральной добавкой. Вулканические туфы – горные породы, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений, истинная плотность 2600 кг/м3, пористость 40-70%, малая теплопроводность, прочность от5 до 15 МПа. Породообразующие минералы магматических горных пород: химический состав, свойства. Основными породообразующими минералами магматических горных пород являются: кварц и его разновидности; полевые шпаты; железисто-магнезиальные силикаты. Кварц состоит из кремнезема(диоксида кремния SiO2) – обычно прозрачен, белого молочного цвета, блеск жирный, спайность отсутствует, излом раковистый, твердость 7, плотность 2,6 г/см3. Выветривается слабо, прочность при сжатии 2000 МПа, химически устойчив, t пл. = 1723 град.Полевые шпаты- распространенные минералы в магматических породах. Главными разновидностями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклаз. ОртоклазыK2O*Al2O3*6SiO2 – прямо-раскалывающийся, твердость: 6-6,5; плотность: 2,57 г/см3 плавится при 1170 0 С. Плагиоклазы: -косо-раскалывающиеся например:альбит Na2O*Al2O3*6SiO2. У полевых шпатов плотность 2,5 – 2,7, температура плавления = 1200-1600 град, предел прочности при сжатии = 120-170 МПа, при выветривании из полевых шпатов получается группа алюмосиликатов (глина). Группа алюмосиликатов (слюда, полевые шпаты): Слюды-минералы с совершенной спайностью в одном направлении, способны расщепляться на тончайшие упругие пластинки. По химическому составу они представляют собой водные алюмосиликаты сложного состава. Наиболее часто в составе горных пород присутствуют две разновидности слюды — мусковит (светлая алюминиевая слюда) и биотит (железисто-магнезиальная слюда темного цвета). Плотность слюд 2760-3200 кг/м3, твердость 2...3, стойкость биотита меньше, чем мусковита. Присутствие слюд в горных породах понижает прочность и стойкость породы, затрудняет ее шлифовку и полировку. Группа железомагнезиальных (пироксены, амфиболы, роговая обманка): Амфиболыгруппа минералов подкласса ленточных силикатов. Общая формула: R7[Si4O11]2(OH)2, где R= Ca, Mg, Fe. Амфиболы имеют вытянутый облик кристаллов, совершенную спайность.Роговая обманка -Ca2(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2 сложный алюмосиликат кальция, цвет чёрный или тёмно-зелёный, имеет плотность 3000...3400 кг/м3, твердость 5-6. 3. Это темноокрашенные минералы силикаты магния, железа, кальция. Группы: пироксены, амфиболы, роговая обманка, прочность при сжатии 300-400, высокая стойкость к выветриванию. Осадочные горные породы: условия образования, минеральный состав, свойства, применение в строительстве. Осадочные ГП образуются в результате естественного процесса разрушения первичных (магматических) горных пород под влиянием различных факторов, действующих в природе: механическое, химическое влияние внешней среды; выветривание – деятельность воды, ветра, микроорганизмов, замораживания и оттаивания. Осадочные породы в зависимости от условий их образования делятся на: химические (известковые туфы, гипс, органогенные породы: мел, известняк, диатомит) ,сцементированные (песчаники, конгломераты), обломочные (гравий, глины, пески). 1.Пески 0,14-0,5 мм. По мин. составу: кварцевые, полевошпатные, известковые, туфовые. По условиям залегания: морские, горные, речные, овражные. Применение: стекольная, фарфоровая промышленность, производство стекла, силикатного кирпича, заполнитель бетонов и растворов.2.Гравий и щебень: 5-70 мм, природный и искусственный, получают из гранита, сиенита, применяют: заполнитель бетонов, посыпка дорожки.3.Валуны – крупные обломки ледникового происхождения, размер100-1000мм прим: получение булыжного камня и щебня.4.Доломит – плотный известняк. Применение: производство огнеупоров. Органогенные – в результате отложения и цементирования продуктов жизнедеятельности и останков животных и растений. Мел – раковины; побелки, приготовления шпаклевок, замазок, вяжущих в-в; производство стекла.4.Ракушечник-раковины + природный цемент.Плотность=0,6-1,5 г/см3 . Повышенная пористость, водопоглощение, воздухопроницаемость. Прим: устройство стен, но требуется оштукатуривание, фундаменты, цоколи зданий. 5.Диатомит – из морских водорослей белого цвета, реже серый, желтоватый. 0=0,3-1 г/см3 П=70-80% =0,17-0,23 6.Трепел – изоляционный материал, активная минеральная добавка. Породообразующие минералы осадочных горных пород: химический состав, свойства. Группа кремнезема. Наиболее распространенные минералы этой группы - кварц, опал, халцедон. Кварц— диоксид кремния (SiO2) в кристаллической форме. Плотность - около 2650 кг/м3, Твердость - 7, Прочность при сжатии - до 2000 МПа. Кварц имеет различную окраску (бесцветную, желтую, молочную) и стеклянный блеск. При обычной температуре кварц не взаимодействует с кислотами и щелочами. Плавится кварц при 1710°С и при быстром охлаждении расплава дает кварцевое стекло. Опал(SiO2-nH2O) содержание воды от 2 до 14%, менее плотен (1900 –2500 кг/м3), чем кварц. Обладает повышенной внутренней микропористостью и высокодисперсной структурой, твердость 5-6, хрупкий, цвет зависит от наличия примесей. Халцедон (SiO2) является волокнистой разновидностью кварца. Цвет белый, серый, бурый, зеленый, плотность 2600кг/м3, твердость 6. Группа карбонатов (кальцит, доломит, магнезит): Кальцит (СаСО3) имеет плотность 2700 кг/м3, твердость 3. Кальцит растворяется в кислотах, в обычной воде - мало. Это распространенный минерал, слагающий различные виды известняков. Окраска белая, серая, иногда он прозрачен. Магнезит(MgCO3) имеет плотность 2900-3100 кг/м3, твердость 3,5-4,5. Он распространен меньше кальцита и образует породу того же названия, бесцветный, белый или серый, имеет высокую огнеупорность и вяжущие свойства. Доломит(CaCO3-MgCO3) по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд - 3,5...4, плотность 2900 кг/м3. Цвет доломита от белого до темно-серого. Группа глинистых минералов (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит). Глинистые минералы играют важную роль в составе осадочных пород. Они слагают глины, и могут находиться в качестве примеси, изменяя физико-химические свойства. Каолинит(Аl2О3*2SiO2*2H2О) — водный силикат алюминия, образуется при выветривании полевых шпатов и слюд. Цвет каолинита без примесей — белый, плотность – 2600 кг/м3, твердость -1. Каолинит и другие водные алюмосиликаты являются основными в глинах, они часто встречаются в виде примесей в известняках, песчаниках, гипсовых и других осадочных породах. Наличие этих примесей понижает водо- и морозостойкость пород. Гидрослюды образуются при разложении слюд и других силикатов, используют в строительстве как пористые заполнители. Монтмориллонит образуется в условиях щелочной среды и выветривании, слагает различные виды глин, служит цементирующим материалом в песчаниках. Примеси глинистых минералов резко понижает водостойкость и морозостойкость. Группа сульфатов (гипс, ангидрит): Гипс(CaSO4-2H2O) — минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, пластинчатое, игольчатое, волокнистое строение. Он белого цвета. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость 2, сравнительно легко растворяется в воде, используют в производстве вяжущих веществ. Ангидрит(CaSO4) - безводная разновидность гипса. Плотность ангидрита 2900-3000 кг/м3, твердость З...3,5. Иногда применяют как облицовочный материал для внутренних отделок зданий. Метаморфические горные породы: условия образования, особенности строения, минеральный состав, свойства, применение в строительстве. Видоизмененные ГП – образовались превращением горных пород в земной коре под действием высоких температур, давления и подвижки земной коры. Главные породообразующие минералы: полевые шпаты, кварц, слюда, роговая обманка, кальцит, доломит. Основные разновидности метаморфических горных пород: 1.Гнейс – состав как у гранита (кварц 20%, ортоклаз 40-70%, слюда 5-15%) Структура – зернисто-кристаллическая. Сланцеватость понижает прочность и морозостойкость. Прим: бутовый камень, облицовочный материал, фундамент. 2.Кварцит – мелкозернистые кварцевые песчаники, песчинки не видны. Кварциты содержат 95-99% SiO2. Сцепление кварца из-за температуры и давления. Прочность на сжатие = до 1000 Мпа. Высокая морозоустойчивость, малая истираемость, высокая огнеупорность, атмосферостойкость. Прим: подферменные камни в мостах, облицовка гидротехнич. сооруж., сырье д/производства огнеупоров. 3.Мраморкрупнозернистая плотная карбонатная порода, состоит из плотного известняка, в основе кальцит (карбонат кальция), отсутствует цемент (спайка из-за температуры и давления) Горная порода – т.к. однороден. Прочность на сжатие = 100-300 МПа, но легко поддается обработке. Плотность до 2,9 г/см3 «+» хорошо обрабатывается, пилится, полируется. «-» истираемость, низкая атмосферостойкость и химическая устойчивость, не переносит резких перепадов температур.4.Сланцы – имеют мелкозернистое строение. Полнокристаллическая структура. Хорошо колется. Прим: кровельный материал Состав: кварц, полевые шпаты, слюды, глина. Плотность 2700-2800 кг/м3, пористость до3%, прочность 50-240 МПа. Состав, макро- и микроструктура древесины. Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из него получается от 60 до 90 % древесины. Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола. Макростроение древесины. На поперечном разрезе ствола древесного растенияможно выделить следующие основные состовляющие древесины: 1)кора - защитный покров ствола дерева, состоящий извнешнего пробкового и внутреннего слоёв. Этосвоеобразная кожа дерева, предохраняющая его отвоздействия внешней среды, а также участвующая врегуляции дыхания.2)Камбий- тонкий слой, состоящий из живых клеток,размножающихся делением. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью. Поэтому древесина ствола в поперечном разрезе состоит из ряда концентрических так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: ранней (весенней) древесины, образовавшейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из мелкополостных клеток с толстыми стенками. 3)Луб− непосредственно примыкающий к камбию внутренний слой коры, состоящий в основном из живых клеток, выполняющий проводящую функцию между кроной дерева и его корнями.На поперечном разрезе древесины можно различитьконцентрические слои прироста, называемые годичными кольцами, которые светлее к поверхности дерева и темнее у центра. Светлая часть древесины называется 4) заболонью, а темная – 5)ядром. Заболонь более молодая часть ствола, менееустойчива к загниванию, чем ядро.Ядро образуется за счёт отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей,ядро обычно гораздо темнее заболони. В результатеэтого изменяются цвет древесины, её масса и показателимеханических свойств. Ядро является самой прочнойчастью древесины.7)Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, направленные от сердцевины к корелинии − сердцевидные лучи. Сердцевидные лучи имеютсяу всех видов, но видны лишь у некоторых. Особеннохорошо сердцевинные лучи видны у дуба, бука.Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечномнаправлении по стволу воды, воздуха и органическихвеществ, вырабатываемых деревом. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом. 6)Сердцевина находится в центре ствола и проходит повсей его длине. Она представляет собой рыхлую ткань,которая легко разрушается живыми организмами, состоитв основном из живых клеток.Сердцевину не применяют встроительстве.Эта часть ствола дерева легко загнивает и имеет малую прочность.
Древесные породы делят на:ядровые, имеющие ядро и заболонь (дуб, ясень,платан, сосна, лиственница, кедр и др.); спелодревесные, имеющие спелую древесину (онане отличается по цвету от заболони) и заболонь (ель, пихта, осина, бук и др.); заболонные, у которых отсутствует ядро и нельзязаметить существенного различия между центральной инаружной частями древесины ствола (береза, клен,ольха, липа).Микроструктура древесины— это строение древесины,видимое под микроскопом.Клетки древесины классифицируют в зависимости отвыполняемых ими функций:Клетки механической, или опорной, ткани древесины — наиболее прочная и стойкая к загниванию.В древесине хвойных пород опорную ткань образуюттрахеиды поздней древесины. Древесина хвойных породна 90-95% состоит из трахеид.Опорная ткань встволахлиственных пород состоит изтолстостенных клеток, называемых«древесными волокнами».Проводящие клетки — сосуды у лиственных пород итрахеиды — у хвойных.Сосуды представляют собой тонкостенные трубочки,расположенные одна над другой диаметром 0,04-0,3 мм,длиной около 100 мм и более.У большинства хвойных пород сосудов нет, так каксоответствующую функцию у них выполняют трахеиды.Сердцевинные лучи видны на поперечном разрезествола дуба, клена, бука и некоторых других лиственныхпород в виде узких радиальных полосок.На тангенциальном разрезе ствола сердцевинные лучипредставляются в виде темных штрихов.У хвойных пород они очень узки и видны только подмикроскопом.В растущем дереве сердцевинные лучи служат дляперемещения питательных веществ и сохранения запасаих на зиму.По отношению к объему всей древесины хвойныепороды содержат 5-10%, а лиственные 10-35%сердцевинных лучей.Химический составАбсолютно сухая древесина всех пород в среднемсодержит (в %):углерода - 49,5;водорода - 6,3;кислорода - 44,1;азота - 0,1.В древесине на долю оболочек клеток приходитсяоколо 95% массы. Главные составные части оболочек целлюлоза (43-56%) и лигнин (19-30%), остальные:гемицеллюлозы, пектиновые вещества, минеральныевещества (главным образом соли кальция), небольшоеколичество жиров, эфирных масел, алкалоидов,гликозидов и т.п. Для всех клеток древесины характерноодревеснение — пропитывание оболочек лигнином.Древесина некоторых деревьев содержит дубильныевещества (квебрахо), красители (кампешевое дерево,сандал), бальзамы, смолы, камфору и т. д. Физико-механические свойства древесины. Физические свойства.Истинная плотность древесины изменяется незначительно, так как древесина всех деревьев состоит в основном из одного и того же вещества — целлюлозы (1,54г/см3).Средняя плотность древесины разных пород и дажедревесины одной и той же породы колеблется в весьмашироких пределах, поскольку строение и пористостьрастущего дерева зависят от почвы, климата и другихприродных условий. Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 81%, лиственных — от 32 до 80%. Влажность. В древесине различают гигроскопическуювлагу, связанную в стенках клеток, и капиллярную влагу,которая свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство.Предел гигроскопичности (в среднем он составляетоколо 30%) соответствует полному насыщению стенокклеток древесины водой.У свежесрубленного дерева полная влажность можетколебаться от 40 до 120%, а при выдерживаниидревесины в воде ее влажность может возрасти до 200%.При длительном нахождении влажной древесины навоздухе она постепенно высыхает и достигает равновесной влажности.Равновесная влажность комнатносухой древесинысоставляет 8-12%, поэтому до такой влажности высушивают паркетную клепку, древесину, идущую на изготовление столярных изделий, и т. п.Воздушно-сухая древесина после продолжительнойсушки на открытом воздухе имеет влажность 15-18%.Теплопроводность древесины зависит от ее пористости, влажности и направления потока тепла.Электропроводность древесины зависит от ее влажности. Древесина, используемая при электрической проводке должна быть сухой.Электросопротивление сырой древесины в десятки разменьше.Теплопроводностьдревесины зависит от ее пористости, влажности и направления потока тепла.Механические свойствадревесины определяютпутем испытания малых чистых (без видимых пороков)образцов древесины.Показатели свойств древесины должны быть пересчитаны на влажность 12%.Древесина по своей удельной прочности конкурирует ссовременными конструкционными материалами. Однакосучки, трещины и другие пороки сильно снижаютмеханические свойства.Прочность при статическом изгибе древесиныочень высокая: она примерно в 1,8 раза превышаетпрочность при сжатии вдоль волокон и составляет около70% прочности при растяжении.Предел прочности при скалывании вдоль волокондля основных древесных пород составляет 6,0-13 МПа, апри скалывании поперек волокон — в 3-4 раза выше.Статическая твердость численно равна нагрузке,которая необходима для вдавливания в образецдревесины половины металлического шарика радиусом5,64 мм. Твердость древесины по торцу на 15-50% вышечем врадиальном и тангенциальном направлениях. Особенностью древесины является высокая ползучесть, проявляющаяся особенно во влажных условиях. Влажность древесины и ее влияние на свойства древесины. Древесина, имея волокнистое строение и большую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные пары из воздуха (гигроскопичность). Влажность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, называется равновесной. Она достигается в тот момент, когда упругость паров над поверхностью древесины оказывается равной упругости паров окружающего ее воздуха. По содержанию влаги различают мокрую древесину— с влажностью до 100%; свежесрубленную — 35 % и выше; воздушносухую —15...20 %; комнатносухую — 8...12 % и абсолютно сухую древесину. Стандартной принято считать влажность древесины 12 %. Влажность древесины, при которой стенки клеток насыщены водой (предельное содержание гигроскопической влаги), а полости и межклеточные пространства свободны от воды (отсутствие капиллярной воды), называют пределом гигроскопической влажности. Для древесины различных пород она колеблется от 23 до 35 % от массы сухой древесины. Гигроскопическая вода, покрывая поверхность мельчайших элементов в стенках клеток водными оболочками, увеличивает и раздвигает их. При этом объем и масса древесины увеличивается, а прочность снижается. Свободная вода в полостях клеток, существенно не изменяет расстояния между элементами древесины и поэтому не влияет на ее прочность и объем, увеличивая лишь массу, теплопроводность и теплоемкость. Усушка, разбухание и коробление. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от нуля до предела гигроскопической влажности вызывает изменение ее линейных размеров и объема — усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги и направления волокон. Вдоль волокон линейная усушка для большинства древесных пород не превышает 0,1 %, в радиальном направлении — 3...6 %, а в тангенциальном — 7...12 %. Разница в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерность высыхания сопровождается возникновением внутренних напряжений в древесине, что может вызвать ее коробление и растрескивание. Боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев, а наибольшему короблению подвержены доски, выполненные из древесины, расположенной ближе к поверхности бревна, и широкие доски. Глины: условия образования, составы и основные свойства глин. Основным сырьевым материалом для производства строительных керамических изделий является глинистое сырье, применяемое в чистом виде, или с добавками – отощающими, порообразующими, пластификаторами. Глинистое сырье (глины и каолины) – продукт выветривания изверженных полевошпатных ГП, содержащий примеси других ГП. Глинистые минеральные частицы диаметром 0,005 мм и менее обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня. Помимо глинистых частиц в составе сырья имеется определенное содержание пылевидных частиц с размерами зерен 0,005-0,16 мм и песчаных частиц с размерами зерен 0,16-2 мм. При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается по объему. Этот процесс называется воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка. В зависимости от этого глины делятся на: высокопластичные (80-90% глинистых частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28%, воздушная усадка 10-15%); средне- и умеренно-пластичные (имеют в своем составе30-60% глинистых частиц, число пластичности 15-25, водопотребность 20-28%, воздушная усадка 7-10% ); малопластичные (5-30% глинистых частиц, число пластичности 7-15, водопотребность до 20%, воздушная усадка 5-7%). Глинистые частицы в большинстве своем состоят из вторичных минералов: каолинита Аl2О3*2SiO2*2H2О, монтмориллонита Аl2О3*4SiO2*4H2О , гидрослюдистых и их смесей. Глины с преобладающим содержанием каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, малопластичны, малочувствительны к сушке. Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно набухают, чувствительны к сушке и обжигу. Химический состав глин выражается содержанием различных оксидов. В керамическом сырье содержание оксидов колеблется в пределах: SiO2 – 40-80%, Al2O3 – 8-50%, Fe2O3 – 0-15%, CaO – 0.5-25%, MgO – 0-4%. Качество глинистого сырья для производства керамики оценивается по ряду показателей: пластичности, связующей способности, усадке, спекаемостии огнеупорности. Под пластичностью понимается свойство глины во влажном состоянии принимать под влиянием внешнеговоздействия желаемую форму без образования разрывов,трещин и сохраняющуюся при последующей сушке иобжиге.Спекаемостьюглин называют их свойство уплотнятьсяпри обжиге и образовывать камнеподобный черепок. Добавки, применяемые в производстве строительной керамики. Для улучшения качества сырья и регулирования свойств керамических изделий в глину вводят отощающие, порообразующие(выгорающие), пластифицирующие и специальные добавки, плавни.Отощающие добавки – вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся:дегидратированная глина, шлаки, золы, кварцевый песок. Порообразующие добавки – вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий. К ним относятся: древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль. Плавни – вводят для снижения температуры обжига керамических изделий. К ним относятся: полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник.Пластифицирующие добавки – для повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. Это могут быть высокопластичные глины, поверхностноактивные вещества. Специальные добавки – добавляют для повышения кислотостойкости: (песчаные смеси, затворенные жидким стеклом). Глазурь – это стекловидное покрытие толщиной 0,1-0,2 мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури могут быть прозрачными и непрозрачными (глухими), различного цвета. Ангобом называется нанесенный на изделие тонкий слой белой или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью. Ангоб по своим свойствам должен быть близок к основному черепку. Основы технологии производства изделий строительной керамики. 1)карьерные работы; 2)механическая обработка глиняной массы; 3)формование изделий (пластическим, жестким, пулусухим, сухим и шликерным способом); 4)сушка и обжиг. Карьерная глина в естественном состоянии непригодна для получения керамических изделий. Поэтому проводится обработка с целью подготовки массы. Подготовку массы ведут в сочетании естественной и механической обработки. Естественная обработка – вылеживание предварительно добытой глины в течение 1-2 лет при периодическом увлажнении, замораживании и оттаивании. Механическая обработка глин производится с целью дальнейшего разрушения их природной структуры, удаления или измельчения крупных включений, удаления вредных примесей. В зависимости от вида изготовляемой продукции, вида и свойств сырья массу приготовляют пластическим, жестким, полусухим, сухим и шликерным способами. При пластическом способе подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают с добавками воды до получения теста с влажностью от 18 до 28%. Этот вид производства является наиболее простой и распространенный.Глиняная масса подвергается уплотнению под давлением 1,6-7МПа. Жесткий способ формования является разновидностью пластического способа. Влажность формуемой массы при этом способе колеблется от 13% до 18%. Формование осуществляется на мощных вакуумных шнековых или гидравлических прессах под давлением до 20 МПа. При этом способе требуются меньшие энергетические затраты чем при пластическом способе. Полусухой способ. Керамические изделия формуют из шихты с влажностью 8-12% при давлениях 15-40 МПа. Недостатком является металлоемкость, но длительность производственного цикла сокращается в два раза, до 30% уменьшается расход топлива. Сухой способ – это разновидность полусухого производства керамических изделий. Пресс-порошок готовится с влажностью 2-6%. При этом устраняется полностью необходимость сушки. Таким способом изготовляют плотные керамические изделия – плитки для полов, дорожный кирпич, материалы из фаянса и фарфора. Шликерный способприменяется, когда изделия изготавливаются из многокомпонентной массы, состоящей из неоднородных и трудноспекающихся глин и добавок. Отливка изделий производится из массы с содержанием воды до 40%. Сушка: Перед обжигом изделия должны быть высушены до содержания влаги 5-6% во избежание неравномерной усадки, искривлений и растрескивания при обжиге. Сушка производится в туннельных или камерных сушилах до 72 часов при температуре 120-150оС. Затем идет обжиг. Физико-химические процессы, протекающие в сырце при его обжиге. Обжиг – важнейший и завершающий процесс в производстве керамических изделий. Процесс делится на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и регулируемое охлаждение. 1.При прогреве сырца до 120 град удаляется физически связанная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы сохраняются. 2.В температурном интервале от 450 до 600 град происходит отделение химически связанной воды, разрушение глинистых минералов и глина
