Шамотная глина – как разводить это чудо природы?

А А А

Строительство термоустойчивых построек, к примеру, печей или каминов, очень часто не может обойтись без использования шамотной глины или кирпича, сделанного на ее основании.

Зная, какие свойства имеет шамотная глина, как разводить ее и с чем перемешивать, вы станете самым заправским мастером в данном деле!

1 Глина шамотная – соединение натурального и человеческого

За счёт этого шамот приобретает свойства, близкие к особенностям камня. Приобретенные куски шамота измельчаются в особых мельницах и уже в подобном виде поступают в продажу в качестве ремонтных сухих масс либо же используются для изготовления шамотных кирпичей.

Рабочие же со своей стороны пытаются использовать фактурный шамот не только для поверхностной отделки, подверженных действию больших температур (все те же камины и печки), но даже для фасадов домов!

Глина шамотная в магазинах строительных материалов встречается и с названием каолин – сущность от этого не меняется. Окрас данного материала меняется от белого с кремовыми оттенками до серо-коричневого. Шамот часто используется как для изготовления раствора для укладывания кирпичей, для замешивания обмуровочных растворов, так и с целью проведения работ связанных со штукатуркой. При приобретении необходимо убедиться в том, что глина не залеживалась на полках очень долго – в другом случае она могла утратить собственные свойства, ведь в точках продажи не все время могут выдержать необходимые ей условия. Долгое влияние ненасыщенного воздуха способно совсем расстроить шамот, определенно также, как это выполняется с цементом. Применять материал такого рода – себе дороже.
На фото — шамотная глина, coldflame.ru

Фото шамотного порошка, ogodom.ru

На фото — производственный процесс шамота, fb.ru

Фото мешка с шамотной глины, voloku.ru

На фото — укладка кирпичей с применением шамотной глины, opechkah.ru

2 Шамотная глина – как разводить и с чем перемешивать?

Заявить, что данный материал прост в работе, будет не верно – многие новички, использующие шамот, жалуются, что штукатурка на его основе потрескается и сыпется, а укладка на шамотном растворе удерживается непрочно. Необходимо не забывать, что при обжиге глина фактически целиком теряет собственные пластические свойства, и наша задача при замесе раствора хотя бы отчасти вернуть ей такие характеристики или дать их раствору при помощи иных элементов, к примеру, особого клея или привычного кварца.

Как разводить и с чем перемешивать шамотную глину — пошаговая схема

Шаг 1: Настаиваем порошок на воде

Чтобы приготовить раствор из шамотной глины для штукатурки нам нужно будет пачка шамотного порошка. Засыпаем порошок в емкость, потихоньку добавляя воду, до той поры, пока порошок не будет целиком покрыт водой. Прежде чем разводить конечный раствор, шамотная глина должна настояться как минимум три дня.

Шаг 2: Делаем конечный замес

После того, как мы выдержали необходимое время, размешаем получившуюся смесь еще раз, если понадобится добавив чуть-чуть кварца и воды, при необходимости. Если раствор выйдет жидким, можете присыпать еще порошка, через чур насыщенный развидите добавочным числом воды. По собственной консистенции готовый к работе раствор должен напоминать сметану – при подобной густоте он не будет течь с поверхности и отлично прилипнет к поверхности стены.

Разумеется, вы можете купить и состав для моментального замешивания – его не потребуется настаивать три дня, но и стоит он дорого. Во всяком случае в приобретенный состав необходимо добавить ремонтный ПВА клей, не будет лишне укреплять раствор такого типа и измельченным стекловолокном. Для штукатурки таким раствором больших познаний не надо – просто заблаговременно подготовьте большой и маленький шпатели и одинаково наносите раствор на поверхность.

Шаг 3: Готовим поверхность

Исходя из пониженных пластических параметров шамота, обязательно необходимо поверхность, которую вы желаете заштукатурить, снабдить сеткой, а для исправления сцепки пройтись превосходной грунтовочной смесью. Потому как разговор идет очень часто об оштукатуривании каминов и печей, то и грунтовочная смесь должна быть термостойкой, а сетка – железной. В подобном случае вы компенсируете гибкость шамота и добьетесь высочайшей огнеупорности штукатурки.

3 Готовим раствор из

Дабы получить раствор для кирпичной кладки, первым попавшимся измельченным шамотом не воспользуешься. У шамотной глины, как и у цемента, имеются собственные марки. Свойства данного материала зависят как от величины фракции получившейся при измельчении крошки или порошка, так и от степени огнеупорности. Кроме фракции, необходимо понять, каким вариантом был получен материал – это могут быть как измельченные брикеты, именно обожженные для этого, так и дробленый каолиновый кирпич, отбракованный на производстве. Второй вариант определить очень просто – на мешке должна стоять обозначение «У», обозначающая «утилизационное» появление материала. Шамотный раствор на его основе нельзя использовать в ответственных работах.

Прекраснее всего для кладки подойдет раствор из шамотной глины из одной части каолина и 2-ух частей шамотного песка с фракцией не больше 0,5 миллиметров.

Еще один вариант, намного сложный, состоит в смешивании 1 части каолиновой глины, того же количества синей глины и 4 частей шамотного песка. Почему собственно шамотный песок? Традиционный кварцевый наполнитель имеет особенность при большой температуре увеличиваться, что может со своей стороны привести к возникновению ненужных трещин в самой кладке, тем более если речь идет об сложных температурах, которые возникают в середине печи. Песок речной также негоден, так как он не выполняет достаточного сцепки с другими элементами. Для более большой прочности изредка в подобные составы добавляют портландцемент, однако такой шамотный раствор несколько снизит собственные жаростойкие качества – самый большой порог нагревания будет составлять около 1550°.

Лучше всего применение шамотной глины сочетать с шамотным же кирпичом. А дело все в том, что у них будет аналогичный показатель увеличения при воздействии тепла, а это со своей стороны содействует большей крепости всего строения. Ложить кирпич красного цвета или каждый иной из данных представлений не верно, хотя не исключен и подобный вариант, если печкой будут пользоваться редко и не доводить ее до сложных температур. И все же предпочтительнее традиционный кирпич ложить на традиционный же раствор, приготовленный по традиционному рецепту: на одну часть глины от 3 до 5 частей песка (в зависимости от жирности первого элемента) и одну часть цемента.
Фото раствора шамотной глины для кирпичной кладки, opechkah.ru

На фото — куски шамотной глины, forum.rusbani.ru

Фото раствора шамотной глины, semiurg.ru

На фото — укладка кирпичей на шамотном растворе, forums. kuban.ru

Фото приготовления раствора, rutube.ru

Похожие посты

Шамотная глина своими руками: варианты применения

Шамот – не существующий в природе огнеупорный строительный материал, полученный путем печного обжига каолиновой глины. Под воздействием высокой температуры она приобретает не только другой оттенок (встречается кремовый или серо-коричневый шамот, при этом насыщенность цвета зависит от времени нахождения в печи), но также и термостойкость и особую прочность, по свойствам приближаясь к камню. Затем огнеупорный шамот дробят до состояния глины. Этот материал широко используется в строительстве и дизайне интерьера.

Преимущества

К основным достоинствам шамота относят следующее:

• термальная устойчивость;
• паропроницаемость: раствор хорошо поглощает, задерживает и возвращает пары влаги;
• долговечность: материал длительное время сохраняет свой первоначальный вид без трещин и осыпаний;
• способность к адгезии: хорошо скрепляется с любыми типами поверхностей;
• высокая экологичность и безопасность;
• низкая себестоимость по сравнению с другими строительными материалами.

Приобретая шамотную глину, необходимо убедиться в том, что ее правильно хранили. На технические характеристики этого материала негативно влияет влажный воздух.

Кроме того, стоит обратить внимание и на срок годности: со временем материал теряет свои производственные качества. Приобретенный обожженный каолин можно хранить в заводской упаковке на протяжении двух лет.

Технические характеристики и расход материала

Выпуск такой глины осуществляется согласно ГОСТу 6137-8. Шамот обладает следующими техническими характеристиками:

1. Огнеупорность. Параметр колеблется в пределах от 1550 до 1850 °C (эту величину определяет состав материала).
2. Влажность – до 5%.
3. Поглощение влаги: высокожженый шамот – от 2 до 10%, низкожженый – до 25%.
4. Средняя крупность крошки достигает 2 мм.

Готовый продукт фасуется в пакеты по 20 кг, что рассчитано на кладку в 20-30 кирпичей. При этом на 1 куб. м понадобится 100 кг строительного материала.

Готовый раствор затвердеет спустя двое суток при соблюдении температурного режима от +10 до +25 °C. Полная прочность смеси достигается через месяц.

Штукатурный раствор

Для приготовления штукатурного раствора своими руками потребуются пачка сухого порошка шамотной глины, вода, а также высокая емкость и прямая палка для перемешивания смеси.

Насыпав сухой огнеупорный шамот в специальную посуду, нужно постепенно добавлять к нему воду, пока жидкость не покроет сухую глину. Затем раствор оставляют не менее чем на трое суток, после чего приступают к окончательному замесу.

Правильно приготовленный раствор из шамотной глины по консистенции должен напоминать густую сметану: в этом случае он хорошо прилипнет к поверхности не растекаясь. Если готовый раствор получается излишне жидким, нужно смешать его с кварцевым песком, а чрезмерно густую смесь можно разбавить водой. Затем все ингредиенты раствора необходимо хорошо перемешать. Это делается вручную или с помощью специальной дрели.

Новичкам следует знать, что добавление кварцевого песка в раствор поможет избежать таких деформаций штукатурки, как трещины и осыпания, что сделает кладку прочнее. Связано это со свойствами самого материала: при обжиге шамот почти полностью утрачивает природную пластичность. Потому инструкцию по применению глины назвать простой нельзя.

Добавки и их свойства

Для улучшения качественных характеристик готового раствора используют следующие компоненты:

1. Строительный клей ПВА. Благодаря такой добавке можно значительно сократить время приготовления раствора. В продаже представлены специальные составы для моментального замешивания, однако их цена довольно высока.
2. Цемент. Этот компонент также поможет раствору быстрее застыть. На пакет сухой шамотной глины потребуется не более 2 кг цемента.
3. Жидкое стекло.  Этот компонент, добавленный в количестве 1-3% от объема шамотного раствора, сделает смесь более пластичной.
4. Поваренная соль. Ее применяют для того, чтобы увеличить прочность швов и штукатурки. Обычно такой ингредиент используется в следующей пропорции: 100-150 г соли на ведро смеси.

Раствор для оштукатуривания

Если состав планируется использовать для оштукатуривания, его необходимо готовить в следующих пропорциях:

• шамотная глина – 2 ч.;
• карьерный песок – 7 ч.;
• портландцемент – 1 ч.

Добавляя воду, нужно стремиться к тому, чтобы состав по консистенции напоминал сметану. Готовая смесь, как и в случае со штукатурным раствором, наносится с помощью шпателя. Кроме того, при проведении работ следует помнить о свойствах обожженной глины. Ее пластичность, по сравнению с обычной, гораздо ниже, а это значит, что без укрепления штукатурного слоя специальной металлической сеткой не обойтись.

Где и кто применяет

Шамотную глину широко используют в сухих строительных смесях, на основе которых готовят штукатурные и кладочные растворы. Из этого материала изготавливают огнеупорные кирпичи и декоративные изделия. Шамот широко используется в обустройстве различных термостойких сооружений. Известны следующие области применения обожженной глины:

1. Для кирпичной кладки. Возводя печь или камин, многие мастера-печники отдают предпочтение огнеупорному кирпичу, изготовленному из обожженной каолиновой глины. В продаже его отличить довольно легко: на упаковке производителя есть отметка «Ш». Себестоимость этого материала гораздо выше, поэтому им выкладывают только топку, а обыкновенный красный брусок применяется для отделки остальной части печи. При использовании шамотного кирпича важно помнить, что класть его нужно на огнеупорную глину с точно таким же коэффициентом расширения. На 100 термостойких брусков расход раствора составит примерно 3 ведра.
2. Для отделки печей. В этом случае никаких специальных инструментов не потребуется, достаточно будет двух разных шпателей: среднего и большого. Наносить раствор шамотной глины необходимо тонким слоем (буквально до 2 мм). Работа напоминает привычное оштукатуривание. При отделке печей нужно будет подбирать шпателем растекающиеся капли и следить за тем, чтобы не было неровностей. В смачивании шамотного кирпича нет никакой необходимости. Когда работа будет закончена, нужно дать штукатурке просохнуть в течение времени, указанного на упаковке смеси. Отделку можно продолжить только после того, как раствор глины окончательно застынет.
3. Для изготовления декоративных изделий. Шамот полюбился дизайнерам не только своей огнеупорностью и прочностью, но также и интересной фактурой и строгой красотой. Керамические вазы и посуда, статуэтки, крупные и мелкие фигурки, изразцы – это далеко не полный перечень изделий из обожженного каолина, способных придать изюминку любому интерьеру. Секрет такой популярности прост: добавление в шамотную глину примесей делает этот материал очень пластичным. Кроме того, токсичных веществ в нем нет, ведь каолин имеет природное происхождение.

Для изготовления керамических изделий в пластичную глину нужно добавить около 40% шамотной крошки.

Приступая к творческому процессу, художник, как правило, начинает с создания эскиза, затем делает форму и заполняет ее обожженным каолином. Чтобы размеры фигурки остались в первоначальном виде, мастер должен будет дать ей время высохнуть естественным образом.

Похожие статьи:

Огнеупорная глина для кладки печей, каминов, сферы применения

Глина – это осадочная горная порода, физические свойства которой зависят от наличия минералов, входящих в ее состав. Огнеупорная (шамотная) глина обладает максимально ценными свойствами.

Эту горную породу получают с помощью обжига каолина (белой глины) высокими температурами (не ниже 1000 градусов). Делается это для того, чтобы увеличить термостойкость материала. В процессе тепловой обработки из глины полностью выпариваются примеси и жидкость.

В специальных печах горная порода приобретает высокопрочные свойства камня, который впоследствии измельчают, и получается шамот. Его применяют для изготовления огнеупорных кирпичей, печей, отопительных приборов и декоративных элементов.

Термостойкая глина для кирпичей – это, прежде всего, заготовка для создания стройматериала путем измельчения и добавления различных веществ. Шамот имеет множество подвидов из-за неоднородности сырья и методов обжига.

Достоинства огнеупорной глины

Среди преимуществ этого строительного материала отмечают следующее:

1. Длительный эксплуатационный срок. Раствор не дает трещин, не крошится, сохраняет первоначальную форму.
2. Обладает прекрасными адгезионными свойствами. Хорошо схватывается с любой поверхностью.
3. Паропроницаемость.
4. Устойчивость к различным температурам.
5. Глина является экологически чистым и полностью безопасным продуктом.

Недостатки шамота

К минусам относят следующее:

1. Высокая стоимость.
2. Сложный процесс приготовления раствора.

Состав глины

Основными ингредиентами являются высокодисперсные гидроалюмосиликаты, но также присутствуют и элементы железа, натрия, магния.

Правила покупки материала

Прежде чем выбирать огнеупорную глину для кладки печей, необходимо изучить цифровую комбинацию (мертель), отмеченную на маркировке упаковки. Чем больше числовое значение, тем выше огнеупорность. Остальные показатели могут варьироваться. На маркировке указывается не только область применения, но и информация о том, какие кирпичи можно выкладывать.

Особое внимание необходимо уделить сроку годности. Если он истек, такую глину приобретать не стоит, поскольку каолин утрачивает технологические свойства, которые должны соответствовать ГОСТу 6137-8.

Технические характеристики

Среди них отмечают следующее:

1. Влагопоглощение шамота высокого обжига составляет до 10%, низкого – до 25%.
2. Фракция зерна должна соответствовать 2 мм.
3. Огнеупорность – до 1850 градусов.
4. Влажность – не выше 5%.

Упаковки шамотной глины (20 кг) хватит на укладку не более 30 кирпичей. Для того чтобы произвести 1 м³ кладки, потребуется 100 кг каолина. Высококачественный раствор твердеет в течение нескольких суток в том случае, если температура не ниже +10 градусов.

Срок хранения в промышленной упаковке составляет 3 года со дня изготовления.

Особенности шамота

Производственный процесс глины можно сравнить с отделочными штукатурными работами. Метод изготовления раствора и способ его нанесения аналогичны, что является большим плюсом.

Многие мастера используют ее для изготовления скульптурных работ, декоративных элементов для каминов или печей. В момент высыхания порошка исчезает влага, что придает изделиям дополнительную прочность.

При высоких температурах он не крошится, устойчив к воздействиям внешней среды и прекрасно сохраняет первоначальную форму.

Для рабочего процесса не требуется дорогостоящий специальный инструмент, достаточно всего нескольких шпателей (длинный и короткий). Они нужны для того, чтобы своевременно убирать подтеки и укладывать смесь.

Как приготовить глину

Для создания раствора потребуется взять упаковку порошка, высыпать в рабочую емкость и добавить воды. Для получения качественной смеси следует настаивать ее не менее 3 суток. Далее необходимо постепенно добавлять воду, непрерывно помешивая до однородной массы. Некоторые специалисты советуют использовать немного песка.

Работая с огнеупорной глиной для кладки печей, нужно помнить, что основа успеха – это постоянное помешивание. Если он начинает понемногу густеть, необходимо влить небольшое количество воды. При получении жидкой консистенции требуется добавить порошок.

Чтобы правильно развести глину, необходимо рассчитывать используемое количество воды. Готовый раствор по консистенции будет напоминать сметану. При нанесении на поверхность стены смесь не должна «плыть» и стекать. В том случае если состав получился сухим, он будет крошиться и сыпаться.

При использовании глины для моментальной работы процесс приготовления смеси пройдет значительно быстрее, поскольку не требуется настаивать раствор на протяжении 3 суток.

Полученную глину необходимо наносить шпателем. Маленький инструмент используется для того, чтобы своевременно подхватить потеки и устранить неровности. По окончании работы готовая поверхность должна высохнуть.

Инструкция по применению

Материал широко используется в сфере строительства. Кроме того, благодаря техническим свойствам глина нередко применяется для производства элементов ступеней, поскольку прекрасно фиксируется на любой поверхности.

Кладка печей

Многие специалисты по кладке печей или открытых каминов при монтаже используют огнеупорный кирпич, который производится из глино-шамотной смеси. При покупке материала особое внимание обращайте на маркировку: на ней должна стоять буква Ш. Поскольку цена такого кирпича намного выше, материал применяется только для кладки топки. Остальная часть устройства выполняется из универсального кирпича.

Если в работе используется шамотный кирпич, его нужно класть только на огнеупорную глину. Важно проследить, чтобы коэффициент расширения совпадал.

Процесс штукатурки

Таким раствором обычно штукатурят печи. Поэтому чтобы стены получились идеально ровными, во время облицовки нужно обязательно использовать уголки и специальные профили, которые потребуются в небольшом количестве. Чтобы раствор получился ровным, необходимо всего 2-3 точки опоры.

По краям конструкции можно применить уголки, но для многих это неудобно, потому чаще всего их клеят на плоскость.

Профили фиксируются строго по специальному отвесу. Идеально ровной поверхность получится только в том случае, если поперек расположенных маяков будет крепко зафиксировано правило, которое должно одномоментно соприкасаться с каждым из них не только в горизонтальной плоскости, но и по диагонали.

В стене устанавливается дверца для топки или поддувала, поэтому фиксация маяков должна быть на уровне их выдвижения. Важно, чтобы сегмент, который создают профили, находился наравне с дверцей.

Если все это не предусмотреть изначально, во время работы придется выдвигать поддувало, чтобы добиться идеального вида всей поверхности стены.

Раствор, содержащий огнеупорную глину для кладки печей, получается относительно вязким. Стянуть его как универсальную цементную смесь не получится, поскольку будет прилипать к металлу. В этом случае можно воспользоваться инструментом для нивелирования. Плоскость получится ровной, но с мелкими трещинами, которые легко заделываются обыкновенным широким шпателем.

При желании на подготовленную ровную поверхность из готовой штукатурки можно положить красивую декоративную керамическую плитку.

Другие изделия из глины

Этот материал часто используется дизайнерами для изготовления красивых декоративных элементов, таких как бытовая посуда, статуэтки, изразцы и многое другое.

При добавлении специальных компонентов шамотная глина приобретает пластичность. Эта горная порода ценится за то, что является экологически чистым материалом.

Заключение

При желании можно самостоятельно оштукатурить поверхность печи, применяя шамотную глину для получения качественного раствора. В таком случае облицовочная штукатурка прослужит долго, не трескаясь и не осыпаясь. Главное – точно соблюдать все технологии, описанные в статье.

Похожие статьи:

Шамотная глина | Блог прораба Олега Клышко

Здравствуйте, уважаемый читатель блога, вы слышали про шамотную глину? Я знал,  что есть шамотный кирпич, а вот что такую огнеупорную глину  можно купить,  как цемент,  не знал. Продается она в виде измельченного порошка, который получают из обожженной глины.

Например, шамотная глина, которая была известна далеким предкам современного жителя планеты земля. Древние строители отметили при этом, что при обжиге этот материал приобретает дополнительные качества, а, главное, улучшаются показатели прочности.

Область применения каолина, как еще называют строительную глину, достаточно широка. Прежде всего, это штукатурные работы, а также обмуровка, где глина является важным составляющим растворов. Специалисты, правда, рекомендуют добавлять специальный клей, чтобы увеличить срок службы состава.

Обмуровка шамотной глиной

Многие строители уверяют, что процесс обмуровки с использованием шамотной глины идентичен штукатурке. Действительно, есть много общего в технологии проведения тех и других работ. На первом этапе необходимо приготовить раствор для обмуровки, чаще всего просто тщательно мешать шамотную глину с водой. На втором этапе можно приступать непосредственно к нанесению смеси на нужную поверхность.

Важно отметить, что для работы с составами на основе глины нет необходимости приобретать какие-то сложные инструменты и приспособления. Несколько шпателей различной величины для укладки глины – этого будет вполне достаточно.

В настоящее время наиболее активно шамотная глина используется для отделки каминов и печей в загородных домах. Шамотная глина  способна  выдерживать температуру до 1600 градусов по Цельсию.

Прочность материала гарантирует, что долгие годы будет сохраняться приличный внешний вид этого важного элемента интерьера. Кроме, собственно, обмуровки, некоторые умельцы изготавливают из глины элементы декора камина, небольшие статуэтки.

Приготовление раствора

Шамотная глина поставляется на рынок различными производителями, у каждого из них есть свои секреты, связанные со спецификой производства. На упаковке должна быть представлена полная информация о составе и способе разведения. В отдельных случаях необходимо залить водой и оставить на несколько дней, в других – можно сразу приступать к обмуровке.

Важно при приготовлении раствора добиться однородности и поддерживать необходимую консистенцию, напоминающую густую сметану. При меньшем количестве жидкости глина будет осыпаться и крошиться, более жидкий состав будет сползать.

Для работы использовать большой и маленький шпатели, первым наносить состав, вторым – разравнивать и убирать лишнее. Через некоторое время состав окончательно высохнет, тогда можно будет зажечь камин и насладиться работой умелого мастера.

Пишите комментарии или замечания к данной статье шамотная глина.

С уважением,  Олег Клышко

Шамотная глина: преимущества и сферы использования

 Уважаемые друзья!
Сейчас мы все переживаем непростые времена. Кризис затронул все области жизни, включая и без того непростую ситуацию для пока ещё выходящих в виде «бумажных» изданий независимых средств массовой информации. «Совершенно Секретно» не имеет спонсоров и существует только за счёт тех денег, что платят за газету наши читатели. Любая помощь и поддержка важна для нас.
Оказать её очень легко — отсканируйте данный QR-код в мобильном приложении, к примеру, «Сбербанка» (заплатить по QR- коду) или любого другого приложения любого банка, поддерживающего платежи по QR-коду, и вы сможете сделать пожертвование. И самое главное не забывайте подписываться на бумажную версию «Совсека». Мы обещаем, что с нами будет интересно.

 Откройте (запустите) банковское приложение, отсканируйте QR-код, выбрав пункт меню «платежи по QR-коду» и наведя камеру на QR-код, введите сумму пожертвования и сделайте платёж.

E-mail редакции: [email protected]

Тел./факс редакции: +7 (499) 288-00-72

Рекламный отдел:+7 (499) 288-00-72                                                                                                                  

[email protected]                                                                                                                                                                              

Отдел распространения: +7 (499) 288-00-89

[email protected]       

  *Экстремистские и террористические  организации, запрещенные в Российской Федерации:                 

 «Правый сектор», «Украинская повстанческая армия» (УПА),«ИГИЛ», «Джабхат Фатх аш-Шам» (бывшая «Джабхат ан-Нусра», «Джебхат ан-Нусра»), Национал-Большевистская партия (НБП), «Аль-Каида», «УНА-УНСО», «Талибан», «Меджлис крымско-татарского народа», «Свидетели Иеговы», «Мизантропик Дивижн», «Братство» Корчинского, «Артподготовка», «Тризуб им. Степана Бандеры», «НСО», «Славянский союз», «Формат-18».

16+

Учредитель: ООО «Совершенно Секретно Трейд».
Юридический адрес: 127247, г. Москва, Дмитровское ш-е, д. 100, стр. 2.
Почтовый адрес: 127247, г. Москва, а/я 72.
Генеральный директор: Андрей Кораблин.

Все права защищены. Копирование и использование материалов запрещено, частичное цитирование возможно только при условии гиперссылки на сайт.

Шамотная глина — выбор и применение огнеупорной глины

Шамотная глина – один из самых простых и в тоже время один из самых сложных материалов на строительном рынке. Простота его заключается в способе получения материала, а сложность — в разнообразии использования, в частности при приготовлении различных смесей на ее основе.

Шамотную глину часто называют огнеупорной, что правильно. Ее получают путем обжига каолина – белой глины высочайшего сорта при температуре не менее 1100 градусов, с последующим дроблением до различной степени величины помола. В процессе обжига из каолина выпаривается вся вода и различные примеси, в результате чего мы получаем инертный, абсолютно безвредный по своим свойствам состав.

Чаще всего шамотная глина применяется для сооружения различных тепловых приборов типа печей, каминов и тандрыров, где используется шамотный кирпич, изготовленный, естественно, из шамота.

Но это далеко не все места, где она нашла свое применение.

 Что такое шамотная глина

Чаще всего даже опытные продавцы в крупных строительных супермаркетах не смогут доходчиво объяснить, какой именно огнеупорный состав вам нужно брать для проведения того или иного вида работ, и в погоне за показателями продаж не особо станут вникать в ваши проблемы. Почему так велика вероятность ошибки вы поймете чуть позже, а сейчас – определения.

Шамотная (огнеупорная) глина – практически заготовка для получения рабочего строительного материала, путем добавления в него различных добавок. Она сама имеет довольно большое количество разновидностей из-за неоднородности сырья, способов и температур обжига, степени дробления прочее.

Мертель – уже приготовленный состав, чаще всего из глины с добавлением различных заполнителей. Его основных марок более двух десятков. Цифры после аббревиатур (МП – мертель полукислый и МШ – мертель шамотный), показывают в процентах содержание в смеси оксида алюминия.

Все бы хорошо, но от этих аббревиатур и цифр зависит многое, а в первую очередь величина усадки кладочного раствора, совместимость с определенными видами шамотного же кирпича т.п.

А если учесть, что зачастую все это применяется в паре с обычным обожженным красным кирпичом, укладываемым на другие растворы с другой усадкой, то можно в результате получить серьезную проблему, когда из-за этой неравномерной усадки начнет трескаться готовая печь или камин, отслаиваться и отваливаться штукатурка топливника и прочее.

Правила выбора шамотной глины в магазине

Что можно сказать с абсолютной уверенностью при выборе этого материала, так это то, что с увеличением числового значения в маркировке мертелей увеличивается огнеупорность состава, а вот другие показатели могут серьезно варьироваться.

Так, чаще всего усадка кладочных растворов на основе шамотной глины варьируется от 5 до 18%, но при наличии в мертеле большого количества кварцевого песка состав может даже вспухнуть – увеличиться в объеме при воздействии температуры.

Поэтому, что бы вам не рассказывали продавцы – внимательно читайте то, что написано на упаковке со смесью. В большинстве случаев там подробно описано для чего ее следует применять и даже, какие кирпичи на ней укладывать.

Шамотные кирпичи также разнятся между собой по составу и готовую смесь нужно подбирать, исходя из этого.

В противном случае вы можете получить нежелательный результат.

Шамотные кирпичи нередко могут прожить не одну жизнь, то есть быть использованными не в одной печи или камине ввиду своей особой прочности и долговечности. Если вы будете иметь дело с такими, то, скорее всего они сориентированы на температуру 1100 — 1300°С, ввиду давности технологий их изготовления.

В магазинах Леруа Мерлен присутствуют 2 вида шамотной глины: огнеупорная кладочная смесь на основе шамотной глины, представляющая собой смесь шамота и каолина

и шамотная глина, как мы уже упоминали, материал для получения огнеупорных составов.

Некоторые производители, создав достаточно универсальные составы, для удобства потребителей прямо в названии указывают для каких целей предпочтительно использовать тот или иной материал.

Но, все же, наиболее подходящий состав вы можете изготовить только сами, при этом, вы должны понимать, что повозиться немного придется.

Как приготовить шамотную глину своими руками и получить шамотный раствор

Шамотную глину правильно готовить почти так же, как и обычную – замачивать на 2 — 3 дня, периодически перемешивая для однородности. Можно, конечно, ограничиться и 10 – 12 часами, но качество глины будет немного хуже. После этого в идеале перетереть глину через сито с ячейкой 2 – 3 мм.

Идеальный шамотный раствор мы получим после добавления в шамотную глину дробленого шамота в соотношении 1 : 2. Собственно говоря – это и есть практически готовый состав для кладочной смеси. Другое дело, что хотя мастера-печники и не советуют добавлять кварцевый песок в раствор, но незначительное его количество (только чистого мелкого) позволит уменьшить усадку.

Для прочности можно добавить грамм 100 каменной соли на ведро состава и чуточку цемента – пригоршню – на то же ведро. И уж, совсем крепким ваш раствор сделает добавление жидкого стекла, но не более 2 — 3% по массе.

Если вам предстоит большая самостоятельная работа с огнеупорными составами, то лучше потратить некоторое количество времени и материала с целью подбора оптимального соотношения компонентов. Прежде всего – густота, определяемая количеством воды: она должна быть такой, чтобы раствор не рассыпался и не задерживался на инструменте, а аккуратно сползал с мастерка или шпателя под уклоном.

После этого нужно небольшое количество нанести на обрабатываемую поверхность и скатать в «колбаску», которую уложить на что-нибудь, провоцирующее излом. Это может быть кусок трубы небольшого диаметра или профиль для ГКЛ. Если после высыхания штукатурка не потрескается, а «колбаска» не переломится – колотите в полном объеме и работайте смело, а если подобные вещи произойдут – дорабатывайте состав дальше.

Да, в качестве дополнительного связующего в раствор можно добавлять небольшое количество рубленного базальтового волокна или стекловолокна. Ни в коем случае не добавляйте полипропиленовую фибру – у нее относительно невысокая температура плавления.

Шамотная глина — инструкция по применению

Наиболее известная сфера применения шамотной глины – в строительстве – нами уже упоминалась: это – изготовление шамотного кирпича и производство кладочных составов для него, но этим дело не ограничивается. Благодаря своим уникальным свойствам шамот применяется даже для изготовления элементов ступеней.

А также облицовочной плитки.

Очевидно, что применение именно такой плитки в облицовке печей и каминов – одно из лучших решений, но неповторимый колорит и фактура шамотных изделий не ограничивает ее использование только этой сферой. Благодаря свойствам материала, он великолепно держится на большинстве каменных и бетонных поверхностей, что делает его весьма привлекательным в наружной отделке.

Инструкция по применению  при  изготовлении таких изделий из шамотной глины довольно проста:

1. Огнеупорная глина смешивается с шамотом в определенных пропорциях.
2. Производится формовка изделий.
3. Сушка.
4. Первичный (низкотемпературный) обжиг.
5. Покрытие изделия глазурью.
6. Вторичный (высокотемпературный) обжиг.

По подобному рецепту также происходит изготовление большинства изделий из шамота, ведь кроме строительства, шамотная глина применяется во многих других сферах.

Широкое применение огнеупорные составы нашли и в керамике. В частности, цветочные горшки, изготовленные из шамота, имеют целый ряд преимуществ перед обычными глиняными или пластиковыми. Цветоводы утверждают, что это лучшая емкость для растений.

Основную роль здесь видимо играет отсутствие в шамоте вредных примесей. А уж долговечность таких горшков порой не ограничивается и полувековым сроком.

Очевидно, эти же качества делают шамот применимым и в бытовой керамике, в частности изготовлении посуды.

Широчайшее применение шамотная глина нашла и в таком специфическом виде декоративного искусства, как садовая скульптура. Уникальные свойства шамота, позволяют делать даже огромные скульптуры с завидными показателями по долговечности, точности деталировки и экологичности.

И, наконец, еще одна интереснейшая сфера применения шамотной глины – кулинария.

Шамотный камень (кулинарный шамот) позволяет получать высочайшее качество выпечки, благодаря тому, что делает газовую или электрическую духовку неким подобием натуральной каменной печи или тандыра.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Рекомендуем другие статьи по теме

Как сделать отливку из глиняного тела

Готовые литейные шликеры коммерчески доступны во всех диапазонах обжига, что делает их очень удобными, но если вам интересно, как сделать литейные шликеры из обычного глиняного тела, этот пост для вас! Если вам нравится комбинировать элементы ручной сборки или метания в деталях слипка, может быть очень сложно найти литейный клин с точно такими же характеристиками усадки и поглощения, как у вашего обычного метательного или ручного тела, поэтому изучение того, как сделать литейный клин, является хорошей идеей. для любого гончара или скульптора.

В этом посте Paul Wandless покажет вам, как сделать блинчик из обычного глиняного тела. — Дженнифер Поэллот Харнетти, редактор.

Обычная задача студии — свести к минимуму количество различных глиняных тел, которые у вас есть под рукой. Методы метания, ручного строительства, литья и дизайна поверхности часто требуют различных глиняных тел, чтобы соответствовать требованиям того, как создается ваша работа. Иногда глиняные тела также должны быть в различных формах, таких как обычная влажная глина, шликер или шликер.Если я собираю корпус из глины с конусом 6 и хочу добавить к нему элемент скольжения, мне будет сложно найти рекламу литейный шликер с конусом 6 с точно такими же характеристиками усадки и поглощения. Поэтому просто необходимо было придумать, как сделать отливку из обычного глиняного тела.

Отдельная работа, сделанная из нескольких глиняных тел, может вызвать несколько проблем. Несопоставимые коэффициенты усадки, точки созревания, содержание железа и т. Д. Могут отрицательно повлиять на конечный результат работы при использовании разных тел.Когда возможно, это всегда лучше придерживаться одного и того же тела. Мои скульптурные работы сочетают влажную глину для общего строительства и отливку для объемных элементов или для использования с различными техниками передачи изображения для обработки поверхности. Мое решение — использовать глину body, с которым я работаю, и превращаю его в разные типы клинков, которые мне нужны. Это гарантирует, что все детали и обработка поверхности одинаково усаживаются, обжигаются до одного конуса, и все глазури одинаково воздействуют на все разные части.В Самое замечательное в этом подходе — его простота. Все, что вам нужно, это ведро на 5 галлонов, дрель с насадкой для миксера краски, дефлокулянт и глиняный корпус, который вы хотите использовать. как отливка. Если вы работаете аналогичным образом, настоятельно рекомендую научиться делать слепки из глиняного тела.

Подготовка литейного шликера

Процесс гашения глины, чтобы превратить ее в шликер, очень прост. Шаг первый: заполните 5-галлонное ведро на 60-75% сухой глиной, а затем добавьте воды, пока она не опустится на несколько дюймов ниже края (рис. 1).Дайте настояться 24 часа, затем перемешайте. вручную немного палкой (рисунок 2). После того, как вы перемешали смесь в течение примерно 5 минут, используйте дрель с насадкой для миксера для краски, чтобы перемешать ее до однородной массы, которая должна иметь консистенцию густого крема. Используйте палочку для перемешивания, чтобы проверить консистенции и найдите все не гашенные комки глины (рис. 3). Продолжайте перемешивать, пока не исчезнут комочки.

Измерение удельного веса

При В этот момент я обычно наполняю жидкостью для кварты, чтобы использовать ее в качестве соединительной или чистящей смеси.Остальное использую для отливки шликера. Вам нужно будет измерить удельный вес шликера, чтобы определить правильность соотношения воды и глины перед дефлокуляция жидким силикатом натрия или Дарваном. Для определения удельного веса, который представляет собой сравнение веса 100 мл воды (который составляет 100 г и, следовательно, имеет удельный вес). плотность 1) с весом 100 мл любой жидкости или шликера, с которыми вы работаете. Сначала тарируйте (обнуляйте) вес градуированной мерной емкости на весах, затем заполните ее 100 мл накладной и посмотрите, сколько она весит в граммах.Однажды ты Зная вес, вы делите его на вес эквивалентного объема воды (100 г). По сути, это сводится к перемещению десятичной точки в измерении веса влево на два места, чтобы получить удельный вес. Пример: 183 г = 1,83 удельного веса сила тяжести.

Как правило, удельный вес от 1,80 до 1,85 обеспечивает хороший баланс текучести и прочности для большинства целей литья. Однако это число может варьироваться в зависимости от того, что именно используется. Я использовал только 1.74 для объемного литья и до 1,90 для отливки плоских слябов. Различные глиняные тела имеют разные оптимальные удельные веса, которые определяются старомодным методом проб и ошибок. Удельный вес — это просто инструмент, с помощью которого вы можете отрегулировать скольжение в соответствии с вашими потребностями. конкретный кастинг-проект. Как только вы найдете подходящее число, запишите его и используйте для этого глиняного тела. Если у вас удельный вес выше 1,85 и вы хотите его снизить, добавьте немного воды (всего несколько капель за раз). к вашему промаху, перемешайте и перепроверьте.Если удельный вес ниже 1,80, оставьте шликер на 24 часа, снимите воду с верха, повторно перемешайте и снова измерьте удельный вес

Дефлокуляция шликера

Один раз у вас правильный удельный вес, вам нужно добавить дефлокулянт в шликер, чтобы сделать его более жидким и его можно было разлить. Обычно для достижения необходимой текучести требуется всего несколько маленьких капель жидкого силиката натрия или Дарвана. Глиняные тела с высоким содержанием железа потребуется меньше дефлокулянта, чем другие.Используйте дрель, чтобы смешать дефлокулянт с шликером, и с помощью ковша или кувшина вычерпайте часть шликера, чтобы посмотреть, как он льется. Консистенция крема — это то, что вы собираетесь так что будьте осторожны, чтобы не допустить чрезмерного дефлокуляции скольжения, что приведет к медленному неравномерному высыханию и появлению мягких пятен на готовом изделии. Просто добавляйте по несколько капель, чтобы добиться текучести, и помните, что небольшое количество дефлокулянтов имеет большое значение.

Использование того, что работает

Я проделал этот процесс с покупной глиной и с глиной домашнего изготовления.Я также добился такого же успеха при гашении глины, которая вначале была влажной, только что доставленной из мешка, или трехдневной сухой глиной. Я держу ведро объемом 5 галлонов вокруг, чтобы бросить весь мой лом глины, и когда он заполнится примерно на 65-75%, я превращаю его в литейный шликер. Я также просто разрезаю 25-фунтовый мешок коммерческой глины на 1-дюймовые кубики, наполняю ими пустое ведро и использую это, чтобы сделать мою форму для отливки. Мне известны разные мнения относительно начального содержания воды в глине и ее влияния на скорость водопоглощения / насыщения при гашении.По своему личному опыту я обнаружил, что если глина в любом состоянии влаги гаснет, в течение 24 часов все прекрасно смешивается. Я предлагаю вам просто погладить глину в состоянии влажности, которое у вас обычно было в прошлом.

Чтобы узнать больше о Поле Эндрю Уэндлессе или увидеть другие изображения его работ, посетите сайт www.studio3artcompany.com.

Вы сделали литье из глиняного тела? Поделитесь любыми дополнительными советами в комментариях ниже!

** Впервые опубликовано в 2010 г.

Clay — Vormvrij

Новые шнеки из нержавеющей стали ^[1] позволяют печатать с использованием пасты для печати (0.2 мм грогг при 25% смеси).
Печать с использованием шамота дает некоторые преимущества.

• Вам нужно меньше воды , чтобы получить глину нужной вязкости
• Отпечатки сильнее
• Готовые объекты усадка меньше в печи

Но есть загвоздка: используйте эту глину неправильно, и винт шнека изнашивается до такой степени, что требует замены. ^[2] Это дорогостоящая деталь, поэтому лучше всего следуйте приведенным ниже рекомендациям.

При использовании глины с зазубринами нужно убедиться, что в потоке глины нет засоров. Если есть, необходимо устранить засор, не увеличивая давление или поток.

Если есть закупорка наконечника, например, нарост более твердой глины, чем та, что находится в картридже;

это происходит, когда скорость вращения шнека выше, чем фактическая скорость вытеснения / выдавливания глины.

Он начнет отделять частицы и воду, вода поднимается вверх, глина опускается вниз, и ее становится труднее выдавливать.

Чтобы исправить это, вы можете увеличить поток для большего давления. Это , а не , шнек начнет изнашивать ^[3] , поскольку он размалывает частицы шамота в глине. Особенно в верхней части, где подается новая глина.

В конце концов, мягкая суспензия будет двигаться вниз, и большая часть шнека может вращаться, в то время как шамот просто висит вокруг. ^[4]

Со временем ситуация становится хуже, поскольку единственный способ печати — это более быстрое вращение шнека, чтобы удалить глину и вытолкнуть ее наружу.

Для правильного решения этой проблемы, как только вы видите, что скорости экструзии начинают изменяться во время печати, в то время как скорость и поток машины остаются прежними:

1. увеличить давление.
2. очистите узел форсунки до винта.
3. перед повторной установкой узла сопла выдавите глину, чтобы повторно заполнить экструдер новой однородной глиной.
4. Скорость вращения шнека при умеренной скорости 50 мм / с с соплом 3 мм должна быть примерно один раз в секунду.

Вы можете печатать шамот без значительного износа шнека. Убедитесь, что шнек не перемешивает, а просто толкает глину вниз.

Международная выставка кирпича и плитки

На основе собственной разработки глины в Гросшейрате около Кобурга (Северная Бавария) и с особым использованием внешнего сырья, Adolf Gottfried Tonwerke GmbH разрабатывает все больше и больше индивидуальных решений по сырью для удовлетворения конкретных требований клиентов, а также поставляет проверенный ассортимент стандартного сырья, производимого на протяжении десятилетий.

Диапазон сырых и измельченных глин составляет от 20 до 43% Al ₂ O ₃ , с обожженными цветами от кремово-белого до желтого до красного. Основные заказчики — производители строительной керамики и огнеупорных изделий.

Шамот — самая важная линейка продуктов Gottfried. В этой линии шортенинговые материалы также «изготавливаются по индивидуальному заказу» в обширных производственных помещениях для обработки и обжига. Этот продукт активно улучшает производство и характеристики изделий из керамики.

Помимо цвета обжига, огнеупорности и плотности, все более важную роль играют оптимальное тепловое расширение, чистота и классификация. Шамот в основном используется для изготовления огнеупорных изделий, санитарной мелкодисперсной шамотной глины, строительной керамики, такой как плитка, дымоходы и канализационные трубы, а также плитки для печей.

В ассортимент также входят тальковый камень — необработанный и кальцинированный, керамические тела и услуги по подготовке контракта для внешнего сырья.

Gottfried Feldspat GmbH: базовое сырье для обжига с широким спектром применений

В Танзуссе около Вайдена (Верхний Пфальц) в Готфриде работает пегматитовый карьер и завод по измельчению минералов.Белокалийный полевой шпат — традиционный ингредиент для фарфора, сантехники и плитки. Специально подобранный пегматит также является проверенным сырьем для изготовления легковоспламеняющихся клинкерных масс и шортенингом для глиняной черепицы.

Благодаря усовершенствованию технологии подготовки на заводе по измельчению минералов, другие новые качества могут быть измельчены без содержания железа в соответствии с требованиями заказчика, например, в сочетании с натриевыми и смешанными полевыми шпатами.

Зал A6, Стенд 503

Tejas> Основы Caddo> Изготовление керамики Caddo

Основы глины — журнал Clay Times

Различные виды глины

Фаянс, керамогранит, фарфор… какие типы глины попадают в какие категории? Что на самом деле означают эти термины?

Классификация глины по этим трем категориям основана на плотности готовых изделий в обожженном состоянии. Хотя термины «фаянс», «керамика» и «фарфор» также используются в сочетании с другими характеристиками глины, такими как цвет или обрабатываемость, каждый из этих терминов относится к степени плотности или пористости обожженных изделий. Например, термин «глиняная посуда» может быть применен к любому типу глины, которая имеет коэффициент поглощения от 10 до 15 процентов после того, как она была обожжена до созревания.Чтобы определить степень впитывания глины, вы можете выполнить следующий тест: взвесить обожженный кусок, прокипятить его в воде в течение двух часов, высушить полотенцем, повторно взвесить и определить процент увеличения веса (поглощения) за счет по следующей формуле:

(насыщенный вес — сухой вес)
РАЗДЕЛЕННЫЙ НА сухой вес

Глиняная посуда, глина с самой низкой температурой обжига из трех, относительно пористая и мягкая. Это наиболее часто встречающаяся в природе глина и сырье, используемое для изготовления плитки, кирпича и большинства гончарных изделий, которые можно найти по всему миру.Глиняная посуда содержит процент железа и минеральных примесей, достаточно высокий для того, чтобы она созрела при температурах обжига от тепла «костра» от 1300 градусов по Фаренгейту до примерно 2120 градусов по Фаренгейту (конус 018-конус 3 *). В сыром виде из-за оксида железа эта глина выглядит коричневой, красной, серой или зеленоватой. При выстреле это что угодно: от красного или коричневого до коричневого или черного.

Фаянс имеет низкий коэффициент усадки, пористый, неплотный и легко пачкается. Из-за своей пористости глиняная посуда — хорошая глина для изготовления горшков и пароварок, но не подходит для кувшинов или ваз.

Керамическая глина имеет коэффициент поглощения от 2 до 5 процентов и обычно обжигается при температурах от 2100 до 2372 градусов по Фаренгейту (конус 3-конус 11 *). Как можно догадаться, керамогранит назван так потому, что обожженные изделия обладают камнеобразными характеристиками: твердая, плотная поверхность с часто пестрым цветом. Керамогранит обычно хорошо сцепляется с глазурью и должен быть полностью герметичным после обжига до созревания. Он жесткий и щадящий на этапах метания и обжига и часто используется для промышленной керамики.

Обожженный керамогранит может иметь приятные цвета от желтовато-коричневого или светло-серого до коричневого или темно-серого. Благодаря своей твердости и плотности, эта глина является отличным выбором для функциональных применений, особенно для изготовления столовой посуды. Чем выше температура созревания керамогранита, тем прочнее изделие.

Фарфор, характеризующийся степенью поглощения от 0 до 1 процента, является продуктом многих сотен лет разработки ранних китайских гончаров. Его основной ингредиент — каолин, также известный как фарфоровая глина.Сам по себе каолин имеет температуру плавления около 3275 градусов по Фаренгейту, и его трудно сформировать из-за низкой пластичности. Для получения плотного, твердого, белого, полупрозрачного глиняного тела, известного как фарфор, каолин смешивают с другими глинами для достижения высокой степени обрабатываемости и снижения температуры обжига. Обычно фарфор обжигают при температуре выше 2300 градусов по Фаренгейту (конус 9 *), но его можно приготовить для обжига при температурах до 1900 градусов по Фаренгейту (конус 04 *), добавив необычные ингредиенты.

Поскольку фарфор состоит из таких крошечных частиц, он обеспечивает оптимальные свойства гладкости, и с ним можно работать, даже если он очень тонкий, для получения полупрозрачных и нежных форм.Однако на этапе метания с ним сложно работать из-за его низкой пластичности. Он легко трескается и деформируется во время обжига, потому что его оптимальная плотность не достигается почти до точки плавления глины.

* Эквиваленты конусов основаны на использовании больших конусов Ортона во время обжига с повышением температуры до 108 градусов F / час.

Копаем и готовим собственную глину

Фаянс или керамогранит можно найти где угодно, но лучше всего исследовать близлежащие ручьи или русла рек.Чтобы определить, можно ли использовать глину для метания, сначала наберите горсть влажной грязи, а затем сожмите ее в ладони. Если он рассыпается, вероятно, его недостаточно для метания. Если кажется, что это держится, это может быть именно то, что вы ищете. Выкопайте целое ведро и отнесите в студию для тестирования.

Ваша глина, вероятно, содержит такие нежелательные ингредиенты, как камни, песок и корни. Чтобы очистить, разложите на деревянных досках и дайте высохнуть на солнце, затем разбейте деревянным бруском или молотком.Теперь смешайте глиняный порошок с вдвое большим количеством воды, давая гасить в течение нескольких часов. Процедите смесь через сито 40 меш. Дайте настояться несколько часов, затем слейте сверху лишнюю воду. Затем высушите толстую глиняную смесь до рабочей консистенции, разложив ее по гипсовым битам, а затем расклинив.

Пришло время для тестирования. Накиньте несколько кусочков на колесо, а также отрежьте несколько тест-полосок. Измерьте и обстреляйте их при различных температурах, записав их характеристики. Измерьте еще раз, чтобы проверить усадку.Обратите внимание на обрабатываемость глины, ее цвет после обжига, ее пористость (см. Статью выше) и самую высокую температуру обжига перед оседанием. (Чтобы проверить наличие оседания, протяните тест-полоску на двух ранее обожженных тестовых плитках.) После того, как вы определили максимальную температуру обжига, попробуйте обжиг глазури в этом диапазоне, чтобы проверить соответствие глазури.

Тестируйте различные глины, пока не выделите хотя бы две глины нужного качества. Поскольку каждая глина различается по размеру частиц, более мелкие частицы одного типа глины будут заполнять промежутки, в которых более крупные частицы связываются друг с другом.Затем эту смесь глин можно использовать в качестве ингредиентов от 50 до 80 процентов для окончательной смеси или глиняного тела. Другие ингредиенты должны включать 10% кремнезема и до 20% полевого шпата и наполнителя.

Чтобы перемешать глиняное тело, снова разложите натертую сырую глину на гипсовых битах, полностью просушите, затем измельчите до мелкого порошка (всегда надевайте маску для лица, чтобы защитить от пыли). Взвесьте и перемешайте ингредиенты глины с тестовыми пропорциями кремнезема, полевого шпата и наполнителя.Grog — превосходный наполнитель, поскольку он уменьшает усадку, обеспечивает устойчивость к броскам и сводит к минимуму коробление и растрескивание. Вы можете сделать свой собственный грог, измельчив немного высушенной глины, а затем обожгив ее до зрелости в неглазурованном бисквитном блюде. Обожженные частицы могут быть снова измельчены до точки, в которой они пройдут через сито с размером ячеек 30 меш, но останутся на сите с размером ячеек 80 меш. Добавьте до 10% грога к сухим глиняным ингредиентам для тела, тщательно перемешивая.

Теперь добавьте воды в глиняную смесь и перемешайте до получения густой гладкой смеси.Еще раз высушите на штукатурке или дереве и приклейте клин, пока он не будет готов к бросанию. Хранить в плотно закрытых полиэтиленовых пакетах в прохладном темном месте. Дайте постоять как можно дольше.

После опробования глины вам может потребоваться изменить смесь. Если ваше глиняное тело слишком пористое, измените рецепт, добавив больше полевого шпата. Если он слишком сильно сжимается, добавьте грог. Пластичность можно повысить, добавив от 1 до 2% бентонита. Если глиняное тело слишком пластичное, можно добавить еще наполнителя. Чтобы увеличить плотность или пористость, попробуйте добавить на 5-20% больше кремнезема.

Copyright © 1995, 2002 Clay Times Inc. Все права защищены.

Разработка геополимеров в качестве заменителей традиционной керамики для кирпича с шамотом и золой из биомассы

Реферат

Повышение экологической осведомленности, новые экологические нормы и оптимизация ресурсов делают возможной разработку экологически безопасных материалов в качестве замены традиционных материалов, используемых в строительство.В этой работе были разработаны геополимеры в качестве заменителей традиционной керамики для производства кирпича с использованием в качестве сырья: шамота в качестве источника алюмосиликата и донной золы биомассы от сжигания скорлупы миндаля и альпеорухо (побочный продукт, образующийся при экстракции оливковое масло, состоящее из твердых частей оливкового и растительного жира), в качестве щелочного активатора. Для технико-экономического обоснования были взяты образцы всех возможных комбинаций обоих остатков от 100% шамота до 100% шлакового остатка биомассы.Испытания, проведенные для этих семейств образцов, были обычными физическими испытаниями для керамических материалов, в частности испытанием на прочность при сжатии, а также колориметрическими испытаниями. Испытание на замораживание также проводилось для изучения поведения различных групп образцов в процессе эксплуатации. Семейства с приемлемыми результатами подвергали инфракрасному анализу с преобразованием Фурье (FTIR). Результаты предыдущих испытаний показали, что геополимер действительно был создан для последних семейств и что приемлемые механические свойства и свойства старения были получены в соответствии с европейскими стандартами.Таким образом, была подтверждена возможность создания геополимеров с золой из шамота и биомассы в качестве заменителя традиционной керамики, что позволило разработать экономичный, устойчивый материал без серьезных изменений в оборудовании и качество, аналогичное тем, которые традиционно используются для изготовления кирпича.

Ключевые слова: геополимер, шамот, зольный остаток биомассы, керамика, экономика замкнутого цикла, окружающая среда

1. Введение

Строительный сектор является одним из самых требовательных секторов с точки зрения сырьевых материалов и является источником выбросов парниковых газов. производство [1,2].В основном это связано с высокой производительностью материалов, а также их невысокой стоимостью. В частности, потребление керамических материалов в строительном секторе, среди прочего, вызывает нехватку природных ресурсов, таких как глина [3,4,5], а также приводит к значительным выбросам CO ₂ из-за плохо оптимизированных производственных процессов [6 ]. Более того, на строительный сектор приходится самый большой процент мирового потребления энергии [7].

На этой основе, а также с учетом новых тенденций в экономике замкнутого цикла, в последние годы были развиты направления исследований, основанные на создании строительных материалов с добавлением отходов [8,9,10].Таким образом, можно сократить извлечение первичных материалов и использовать отходы других производств [11,12,13,14]. Следовательно, экономические и экологические потоки материалов закрыты [15]. Более того, в области керамических материалов производственные процессы производят высокие выбросы CO ₂ в основном из-за высоких температур, возникающих при их производстве, около 950 ° C для традиционной керамики.

Поэтому очень важно искать новые материалы с более оптимизированными производственными процессами, которые используют остатки в своем составе, обладают хорошими качествами и могут служить в конце своего срока службы для создания других материалов [16].Исходя из этого, в последние годы были разработаны различные линии на основе геополимеров в качестве заменителей цемента или [17,18,19,20], как в этом исследовании, геополимеров в качестве заменителей традиционных керамических материалов, таких как строительный кирпич. Термин геополимер был изобретен в 1978 году Джозефом Давидовичем [21] и является одним из самых многообещающих материалов для строительного сектора [22,23].

Геополимер представляет собой неорганический полимер [24], образованный реакцией источника алюмосиликата (связующего) с щелочным раствором (активатором) [25].В этом процессе, называемом геополимеризацией, образуются алюминатные и силикатные мономеры, затем они становятся олигомерами и, наконец, геополимерами. Вода в этом процессе истощается, поэтому условия сушки очень важны для ее конечного сопротивления [26].

Источники использованных алюмосиликатов в основном относятся к отходам. К таким отходам относятся зола уноса угля [27,28,29,30], отходы шлака металлургической промышленности [31,32,33,34], метакаолин [35,36,37], отходы стекла [38,39,40] , жом [41,42,43] и даже опасные отходы [44,45,46,47].Таким образом, это материал, который не только снижает выбросы других материалов, таких как цемент [48] или извлечение глины для керамических материалов, но также его производственный процесс выделяет меньше парниковых газов [49,50] и использует отходы из других отраслей в качестве сырье [51]. Таким образом, геополимер является экологически чистым материалом для окружающей среды [52,53,54], и он создан в рамках новой экономики замкнутого цикла.

В свою очередь, гидроксид натрия или гидроксид калия в соответствующих пропорциях использовался в качестве активатора или щелочных растворов.Увеличение концентрации обоих приведет к быстрому осаждению алюмосиликатного геля и снижению его прочности на сжатие [55]. Кроме того, низкая концентрация активатора может привести к неполному процессу геополимеризации и снижению прочности на сжатие. Следовательно, концентрация активатора, а также температура отверждения [56] важны для получения наилучших механических свойств [57]. Свойства геополимеров разнообразны и включают высокую термостойкость [58,59,60], пьезоэлектрические свойства [61] и хорошее поведение при контакте со сталью [62].

На основании того, что было сказано, и с целью разработки заменителей традиционной керамики, которые менее вредны для окружающей среды [63], в этой статье были разработаны геополимеры с шамотным остатком и золой из биомассы. Источником алюмосиликата является шамот, а активатором — зольный остаток биомассы, поскольку в золе высокий процент поташа, поскольку они соответствуют горению миндальной шелухи и альпеорухо. Следовательно, это материал, в котором отходы используются в качестве сырья и в более оптимизированных производственных процессах [64].

Как уже упоминалось, здание потребляет огромное количество первичных материалов для получения новых материалов [65]. Растущее строительство зданий и реконструкция существующих приводят к потреблению большего количества материалов и, в свою очередь, к образованию большего количества отходов [66]. Компании, производящие кирпичи из красной глины, производят большое количество отходов, в основном из-за кирпичей, которые не имеют правильной геометрической и визуальной формы или ломаются при транспортировке [67]. Эти кирпичи измельчают, чтобы отложить их в непосредственной близости от промышленных предприятий с последующим воздействием на окружающую среду.Этот материал, получаемый при производстве дефектных и измельченных красных глиняных кирпичей, называется шамотом [68]. Шамот использовался в гражданском строительстве в качестве наполнителя или в самой керамической промышленности в качестве добавки для керамических изделий или новых кирпичей [69,70], однако в этих процессах их свойства не оптимизировались. Состав шамота с высоким содержанием диоксида кремния и оксида алюминия делает его идеальным для использования в геополимерах. Некоторые авторы изучали геополимеры с шамотом и гидроксидом натрия в качестве активатора [71,72,73], однако литературы мало, и необходимо провести своевременные исследования в этой области.

С другой стороны, зольный остаток биомассы зависит от их состава биомассы, используемой для сжигания, поэтому необходимо изучить каждый случай. Эти отходы представляют собой большую проблему, поскольку мировое производство биомассы составляет 140 миллиардов тонн в год [74]. Большое количество исследований проводится в отношении летучей золы биомассы [75] и очень мало исследований в отношении донной золы биомассы.

Зола остатков биомассы представляет собой остаток с неорганическими компонентами и, в меньшей степени, с органическими [76]. Его качество и состав зависят от используемой биомассы и процесса сжигания [77], и согласно европейскому законодательству они относятся к неопасным отходам [78].Однако в настоящее время он представляет собой экологическую проблему, когда производится в больших количествах, без повышения его ценности и хранения на свалках. Хотя есть несколько успешных исследований по его оценке [79,80,81,82].

Таким образом, целью данного исследования является разработка геополимеров со стопроцентными отходами, шамота и зольного остатка биомассы в качестве заменителей традиционной керамики. Для этого были изготовлены разные группы образцов с разным процентным содержанием обоих материалов, согласованных с водой после процесса сушки.Наконец, его физическая прочность, прочность на сжатие и колориметрические свойства были изучены, а его долговечность была оценена с помощью теста на замерзание, традиционно используемого в керамике. Образцы, изготовленные с различным процентным содержанием комбинации отходов, которые отражали подходящие результаты предыдущих испытаний, были проанализированы с помощью инфракрасного излучения с преобразованием Фурье (FTIR).

Короче говоря, с разработкой этого нового геополимерного материала в качестве замены традиционной керамики для производства кирпича был достигнут ряд очевидных экономических и экологических преимуществ.С одной стороны, снижается стоимость добычи глины, а также стоимость производственного процесса за счет предотвращения высокотемпературного спекания керамики и, кроме того, стоимость отходов практически отсутствует, так как они не используются. в настоящий момент. С экологической точки зрения можно сказать, что уменьшается воздействие на ландшафт и окружающую среду, а также сокращаются выбросы парниковых газов, поскольку нет необходимости извлекать сырье и избегать размещения отходов на свалках.Кроме того, производственный процесс оптимизируется за счет снижения выбросов вредных газов без существенной модификации используемого оборудования. Наконец, новая жизнь дается отходам, которые в настоящее время не используются, закрывая поток материалов и развивая новую экономику замкнутого цикла.

2. Материалы и методы

Материалы, использованные в этой работе, а также применяемая методология подробно описаны в следующих параграфах.

2.1. Материалы

Используемые материалы являются полностью побочными продуктами производства.С одной стороны (и в качестве источника алюмосиликатов) будет использоваться обычно называемый шамот. Шамот — это побочный продукт керамической промышленности, который является основой материала для формирования геополимера после активации. В свою очередь, зольный остаток биомассы от сжигания миндальной шелухи и альпеорухо будет использоваться в качестве щелочного активатора, отныне зольный остаток биомассы (BBA).

Таким образом, поскольку оба побочных продукта будут подробно проанализированы в методологии, в последующих параграфах описывается их происхождение и подготовка.

2.1.1. Шамот

Шамот является неотъемлемым промышленным побочным продуктом производства керамики. Отобранные образцы принадлежат компаниям провинции Хаэн, Испания. Эти компании специализируются на производстве кирпичей из красной глины.

В процессе производства кирпичи, которые не принимаются для продажи, выбрасываются в основном из-за их размеров или формы. Учитывая их объем, они измельчаются на заводе, чтобы было легче хранить его и, если возможно, его последующее изъятие для использования в других видах деятельности, таких как насыпка насыпей, спортивных площадок и т. Д.

Исходя из вышеизложенного, использованный побочный продукт был почти полностью спечен согласно соответствующему процессу, поэтому он обладает стабильными физическими и химическими характеристиками. Поскольку процесс одинаков для различных компаний-производителей кирпича, а также используемого сырья, наблюдается повторяемость свойств побочного продукта с течением времени.

Этот материал после его обработки легко найти в очень мелкой фракции, поэтому его сразу же можно использовать в конформе геополимера.

2.1.2. Зольный остаток биомассы от сжигания миндальной шелухи и альпеорухо

Зольный остаток биомассы, используемый в этом проекте, далее BBA, принадлежит компаниям, расположенным в Хаэне, Испания. Эти зольные остатки биомассы соответствуют побочным продуктам, образующимся при сгорании шелухи миндаля и альпеорухо для выработки электроэнергии.

Использование такого особого горючего материала с течением времени создает побочный продукт с аналогичными физическими и химическими свойствами.Этот материал будет проанализирован в следующих разделах и играет фундаментальную роль в обеспечении щелочной активации шамота для образования геополимера и, следовательно, его механических свойств.

Следует отметить, что перед использованием побочного продукта его измельчали ​​до мелкого размера. Процесс измельчения зольного остатка биомассы с максимальным размером частиц 16 мм проводился на том же оборудовании, которое используется для измельчения глины в керамической промышленности.Кроме того, поскольку зольный остаток биомассы имеет низкое сопротивление из-за материалов, из которых он получен, процесс является быстрым, экономичным и высококачественным.

2.2. Методология

Методология, которой следует придерживаться в этой работе, ясна и объективна для оценки возможности конформации геополимера за счет использования побочных продуктов керамической промышленности и производства энергии. Основная цель — создать устойчивый и экономичный материал, заменяющий традиционную керамику.

Прежде всего, оба побочных продукта были проанализированы с целью определения их химического состава. Таким образом оценивали присутствующие элементы и соединения, способные выполнять функции алюмосиликата и щелочного активатора, соответственно. Физические свойства были оценены, чтобы определить легкость материала для его обработки и его последующее формирование в последовательных процессах.

После того, как были проанализированы оба побочных продукта, были сформированы разные образцы с различным процентным соотношением комбинаций.Взяв в качестве основного материала шамот, увеличивающийся процент зольного остатка биомассы был добавлен с 10% до 100% с увеличением на 10%. Таким образом можно было наблюдать изменение физических свойств геополимера во всех возможных комбинациях обоих элементов.

Два остатка смешали в соответствующем процентном соотношении и поместили в матрицу под давлением 30 ± 1 МПа. После формирования образцов измеряли их размеры и сушили при комнатной температуре (20 ± 2 ° C) в течение 24 часов и при 90 ± 2 ° C в течение еще 24 часов.

После того, как процесс сушки был проведен, мы приступили к выщелачиванию элементов, которые не прореагировали и потребовали бесполезной загрузки. Эта фаза состояла из непрерывной рециркуляции воды в резервуаре после погружения образцов. После проведения этого процесса в лаборатории образцы снова сушили при температуре 90 ± 2 ° C в течение 24 часов, после чего измеряли их размеры и вес.

Физические испытания после согласованных образцов представляют собой типичные испытания, проводимые на керамических элементах для подтверждения качества.Кроме того, были изучены эстетические свойства семейств образцов для испытаний и прочность на сжатие.

Наконец, был проведен тест на ускоренное старение, чтобы оценить поведение различных семей с течением времени. В этом случае, поскольку это один из наиболее распространенных тестов, используемых для керамики, был проведен тест на замерзание. Результат этого теста оценивался визуально.

В заключение все результаты, полученные для различных семейств, были проанализированы для получения комбинированного поля обоих остатков, которые создают подходящий геополимер в соответствии с европейскими правилами в отношении керамики.Комбинации зольного остатка шамота и биомассы, которые показали приемлемые результаты в тестах, были окончательно проанализированы с помощью инфракрасного излучения с преобразованием Фурье (FTIR). Таким образом, можно было наблюдать образование геополимера в этих комбинациях, а также различия между ними.

На основании комментариев и в соответствии с логической схемой следующие подразделы будут разделены на несколько групп: начальные испытания побочных продуктов, согласование геополимеров и испытания на старение, а также инфракрасное преобразование Фурье.

2.2.1. Первоначальные испытания побочных продуктов

На основании комментариев и в качестве исходной и важной предпосылки данной работы был проведен подробный анализ промышленных побочных продуктов, шамота и зольного остатка биомассы.

Сначала оба побочных продукта измельчали ​​и просеивали через сито 0,25 мм, а затем сушили при температуре 105 ± 2 ° C. Полученный материал был тем, который использовался во всех тестах этой работы и соответствовал геополимерам.

Следует учитывать, что влажность исследуемых продуктов на конформацию геополимеров сама по себе не будет проблемой, как это могло бы быть для других материалов.Однако эту влажность следует учитывать, чтобы вычесть ее из воды, необходимой для согласования.

Испытания, проведенные на вышеупомянутых образцах, можно разделить на две части: физические испытания, предназначенные для определения плотности частиц UNE-EN 1097-7 [83] и лазерная дифракционная гранулометрия; а также химические тесты, направленные на определение различных химических элементов в образцах, элементный анализ, потери при воспламенении и рентгеновскую флуоресценцию. Важно обнаружить те химические элементы, которые помогут процессу геополимеризации, а также те вредные элементы, которые необходимо контролировать в процессе.

2.2.2. Сформированные геополимеры: физико-механические испытания согласованных образцов

Охарактеризовав исходные материалы и изучив их пригодность для использования в реализации геополимеров, мы приступили к согласованию различных семейств тестовых образцов на основе комбинации обоих промышленных образцов. -продукты, шамот и зольный остаток биомассы (BBA).

Исходным алюмосиликатом, который будет активирован позже, является шамот. Следовательно, это базовый элемент, к которому было добавлено все большее количество щелочного активатора, зольного остатка биомассы.

Это увеличение было сделано от 0% до 100%, отражая все возможные комбинации обоих материалов для дальнейшего изучения конформного геополимера. Таким образом, можно проанализировать оптимальную комбинацию и возможные случаи, в которых они отражают характеристики, приемлемые в соответствии с правилами в этом отношении. Аналитическое химическое исследование комбинации обоих элементов было бы чрезвычайно трудным и нерепрезентативным для реальности, поскольку, будучи промышленными побочными продуктами, эти элементы не обладают высокой чистотой.Различные группы образцов представлены в, показывая процент каждого побочного продукта для каждой группы.

Таблица 1

Группы проб, состоящие из геополимеров с различным процентным содержанием шамота и зольного остатка биомассы.

9014 9014 9014 группы образцов 10C0A и 0C10A, состоящие из 100% шамота и 100% зольного остатка биомассы, соответственно, очевидно, не дают геологических полимеры, так как не происходит активации алюмосиликатов.Однако оба семейства были выполнены для физической, механической и эстетической проверки изменений, которые происходят при образовании геополимера, а также для уверенности в том, что геополимер был сформирован. Из каждого детализированного семейства было сформировано шесть образцов для получения статистически аналитических результатов.

Образцы были сформированы в соответствии с одним и тем же процессом для всех семейств, который подробно описан ниже:

• Шамот и зольный остаток биомассы смешивали до гомогенизации полученной массы в соответствии с соответствующими процентными долями каждой семьи.

• Затем к предыдущей массе добавляли 20% воды, снова перемешивая до достижения гомогенизации продукта.

• Полученную смесь формуют в стальной матрице с внутренними размерами 60 × 30 мм, постепенно прикладывая давление через поршень до достижения 30 ± 1 МПа. Это давление сохранялось в течение одной минуты.

• После уплотнения смеси образец удаляли, оставляя образец полностью сформированным.

Следует отметить, что процентное содержание 20% воды, добавляемой в смесь для согласования, было определено эмпирически для оптимизации этого процесса. Более высокий процент воды вызвал чрезмерное выделение воды во время сжатия.

После изготовления образцов их оставляли при комнатной температуре (20 ± 2 ° C) на 24 часа и при 90 ± 2 ° C еще на 24 часа для удаления лишней воды, которая не прореагировала в процессе геополимеризации. Как упоминалось выше, температура отверждения геополимера оказывает значительное влияние на механические характеристики.Однако, если геополимер должен заменить традиционную керамику, сроки производства должны быть аналогичными. Следовательно, сначала проводят отверждение при температуре окружающей среды в течение 24 часов для увеличения сопротивления, а затем сушку при более высокой температуре для уменьшения времени производства после достижения сопротивления геополимера.

Впоследствии и для того, чтобы этот процесс прошел в полной мере, после того, как различные образцы разных семейств были высушены, их геометрические размеры были измерены и взвешены, чтобы впоследствии подвергнуться процессу непрерывной рециркуляции воды (20 ± 2 ° C ).Этот процесс преследует две основные цели, первая из которых состоит в том, чтобы исключить возможные избыточные элементы, которые должным образом разбавлены в воде и не прореагировали или не используются в геополимере; с другой стороны, для обеспечения воды, необходимой для протекания реакции геополимеризации, если сначала ее можно было остановить из-за ее отсутствия. После этого процесса непрерывной рециркуляции воды соответствующие образцы снова сушили. После сушки в течение 24 часов при температуре 90 ± 2 ° C были измерены геометрические размеры и масса для последующего изучения изменения физических свойств в процессе геополимеризации.

После получения шести образцов для каждого из семейств, физические свойства различных групп образцов были изучены с помощью тестов, обычно используемых для керамических материалов. Эти испытания включали определение потери массы, определение размеров UNE-EN 772-16 [84], капиллярное водопоглощение UNE-EN 772-11 [85], поглощение холодной воды UNE-EN 772-21 [86], кипячение. водопоглощение UNE-EN 772-7 [87], насыпная плотность и открытая пористость UNE-EN 772-4 [88]. Целью проведения настоящих испытаний является изучение физических характеристик формируемых материалов для сравнения их с традиционной керамикой, поскольку основной целью проекта была замена последней геополимерами.

Впоследствии была проведена объективная оценка окраски различных образцов семейств. Для этого будет использоваться колориметр, который будет отражать цвет различных образцов в сочетании с основными цветами.

Наконец, механические свойства различных семейств будут изучены посредством испытания на сжатие UNE-EN 772-1 [89], которое позволит определить сопротивление каждого из них. С помощью этого эссе семьи могут быть приняты или отклонены на основании европейских правил и их прочности на сжатие.

Следует отметить, что традиционная керамика, изготовленная из красной глины для производства кирпичей, — это керамика, которую настоящая работа пытается заменить геополимерами. Таким образом, сравниваемая керамика была выполнена при одинаковых условиях формования (вода и уплотнение) и спекалась в печи при температуре 950 ± 10 ° C, с линейными изменениями нагрева 4 ° C / мин и поддержанием температуры в течение 1 часа.

2.2.3. Испытания на старение (тест на замораживание) и инфракрасное преобразование Фурье (FTIR) геополимеров

Основной целью теста на замораживание было изучение поведения различных семейств образцов после эффекта, вызванного непрерывным циклом льда и таяния UNE 67028 [90].Таким образом, его долговечность можно было оценить с течением времени, а качество геополимера было получено до наступления неблагоприятных погодных условий.

Было взято шесть образцов каждого семейства для его разработки, и они были помещены в плавильный резервуар, постепенно погружая их при температуре 15 ± 2 ° C и минимально за 3 часа. Впоследствии их удалили и оставили в покое на 1 минуту, чтобы поместить их в холодную комнату без какого-либо контакта между ними.Их выдерживали в камере 18 ч, выдерживая не менее 11 ч при температуре −15 ± 2 ° C. Затем их извлекали из камеры и помещали в плавильный резервуар не менее чем на 6 ч. Этот процесс повторяли в общей сложности 25 циклов.

После выполнения 25 циклов испытаний образцов семейств был проведен визуальный осмотр. Целью визуального инспекционного испытания (VT) является оценка появления разрывов, сколов и сколов размером более 15 мм в соответствии со стандартом UNE 67028 [90].Если появится какой-либо из дефектов, упомянутых в нескольких образцах из разных семейств, он будет классифицирован как замерзающий геополимер, непригодный для использования.

Семейства образцов, которые дали приемлемые результаты в тесте на замораживание, были проанализированы с помощью инфракрасного преобразования Фурье. С этой целью образцы этих семейств были изготовлены повторно с использованием процесса, подробно описанного в методологии. Также были проанализированы семейства 10C0A и 0C10A, соответствующие 100% шамота и 100% биомассы зольного остатка соответственно.Таким образом, можно было оценить различия, которые существовали между различными спектрами детализированных семейств и основных материалов, таким образом проанализировав образование геополимера и химически подтвердив его существование.

Для проведения этого испытания образцы сначала измельчали ​​до размера частиц менее 0,063 мм. Подробные образцы были проанализированы с помощью спектрофотометра Bruker Tensor20 (Tensor20, Bruker, Billerica, MA, USA), который позволял регистрировать FTIR-спектры твердых, жидких и газообразных образцов в среднем и ближнем инфракрасном диапазоне.Кроме того, в этом случае он использовался в ослабленном полном отражении (ATR). Стандартное спектральное разрешение составляло 4 см ⁻¹ , спектральный диапазон 4000–400 см ⁻¹ .

3. Результаты и обсуждения

В следующих разделах описываются результаты различных тестов, подробно описанных выше в методологии, включая в каждом из них частичные выводы, которые могут быть сделаны на основе их анализа.

3.1. Первоначальные испытания побочных продуктов

В этом разделе подробно описаны полученные результаты и выводы, сделанные в результате испытаний, предназначенных для определения физических и химических свойств исследуемых элементов, шамота и донной золы биомассы.

Прежде всего, в пределах физических свойств, было получено, что плотность частиц шамота и зольного остатка биомассы составляет 2,54 и 2,65 т / м ³ , соответственно. Обе плотности являются адекватными и аналогичными, поэтому для процесса согласования геополимера не требуется коррекции объема. Полученные результаты аналогичны разнообразию материалов, используемых в строительстве, установленной как обычная плотность частиц 2,65 т / м ³ .

В свою очередь, показывает гранулометрический состав шамота (просеянного фильтром 0.Сито 25 мм). Отмечено, что самый высокий процент частиц имеет размер от 40 до 200 микрометров. Эта микроскопическая гранулометрия делает шамот идеальным побочным продуктом для использования в качестве алюмосиликата в конформации геополимеров. Этот факт связан с тем, что его крупность, а также его аморфная форма делают возможным отличное сочетание с активатором.

График лазерной гранулометрии просеянного шамота через сито 0,25 мм.

Аналогичным образом показано гранулометрический состав зольного остатка биомассы, просеянной с помощью фильтра 0.Сито 25 мм после затирания и сушки. Распределение частиц наблюдалось от 10 до 200 мкм, как более мелкий материал, чем шамот, и подходящий для использования в качестве активатора в геополимерах. Следует отметить, что разные авторы изучили и подтвердили, что тонкость материалов, используемых в конформации геополимера, сильно влияет на конечные механические характеристики.

График лазерной гранулометрии просеянного BBA через сито 0,25 мм.

После того, как физические свойства были оценены и результаты, полученные для определения конформации геополимеров, стали приемлемыми, были изучены химические свойства.Первым проведенным испытанием был элементарный анализ для определения процентного содержания углерода, азота, водорода и серы в обоих образцах.

Результаты элементного анализа шамота и зольного остатка биомассы, наблюдаемые в, отражают очень низкий процент углерода. Этот факт очевиден, поскольку они возникают в результате процессов спекания или сжигания, которые проводятся при очень высоких температурах. С другой стороны, следует подчеркнуть, что содержание серы в обоих образцах было равно нулю — не предполагая, что проблема будет проанализирована позже.Если, наоборот, в одном из двух проб была сера, ее следует изучить позже, чтобы предотвратить проблемы загрязнения окружающей среды.

Таблица 2

Элементный анализ шамота и ШБА.

Этот тест был дополнен испытанием потерь при возгорании, которое подробно описано для обоих материалов.

Таблица 3

Потери при возгорании шамота и ВВА.

Как показывают результаты, потери при прокаливании в обоих образцах заметно уменьшились. Этот факт, как упоминалось в предыдущем испытании, связан с производственным процессом обоих побочных продуктов, который производился при высоких температурах. Потери при возгорании шамота ниже, чем у BBA, поскольку для его производства из керамических материалов необходима температура спекания глиняного материала. В случае BBA, даже когда достигаются высокие температуры, процесс идет намного быстрее, поэтому он может привести к несгоранию.

Рентгеновская флуоресценция шамота показана и отражает элементный состав, подобный составу любой традиционной керамики. Соотношение кремний-алюминий подходит для образования геополимеров, и, в свою очередь, процентное содержание магния, кальция и железа является правильным, чтобы не создавать никаких проблем. Таким образом, можно сделать вывод, что шамот является хорошим источником алюмосиликата для производства геополимеров, не загрязняя и не содержащий вредных элементов, которые могут помешать процессу.

Таблица 4

Рентгеновская флуоресценция шамота.

С другой стороны, рентгеновская флуоресценция зольного остатка биомассы, показанная на, отражает высокий процент калия. Этот факт очень интересен и необходим для его использования в качестве активатора упомянутого алюмосиликата.Два других основных элемента — это кремний и кальций, которые кажутся в меньшей степени и не представляют проблемы для геополимера, поскольку они даже увеличивают соотношение кремний-алюминий и могут помочь в достижении сопротивления. Остальные элементы, присутствующие в образце зольного остатка биомассы, не представляют проблемы для жизнеспособности конформного геополимера и не содержат элементов, опасных для окружающей среды. Однако они являются бременем для материала, в отличие от использования чистого гидроксида калия, который компенсируется его более низкой ценой и более высоким процентом добавления.

Таблица 5

Рентгеновская флуоресценция зольного остатка биомассы.

3.2. Физико-механические испытания согласованных образцов

Семейства, состоящие из образцов с различным процентным содержанием шамота и BBA, были протестированы для изучения их жизнеспособности.показаны результаты потери веса, линейной усадки, капиллярного водопоглощения и поглощения холодной воды для различных образцов семейств после процесса рециркуляции воды. То есть после согласования и последующего процесса сушки в печи определяли сухой вес, а затем их погружали в рециркулирующую баню и сушили через 24 часа.

Графики потери веса, линейной усадки, капиллярного водопоглощения и поглощения холодной воды для различных групп образцов геополимеров.

Как видно из фиг., Процент потери веса увеличивается по отношению к процентному содержанию BBA при смешивании с геополимером. Этот факт в основном основан на способности процесса геополимеризации при циркуляции воды устранять те лишние элементы, которые не являются частью структуры геополимера. Эти элементы в основном присутствуют в BBA, поскольку шамот является стабильным материалом из-за процесса его спекания. По сравнению с традиционной керамикой после спекания, которая имеет потерю веса около 9.5%, можно сделать вывод, что это очень похоже, в большинстве случаев даже ниже.

Значения линейной усадки для семейств 100% шамота и 100% BBA существенно отличаются от других семейств. Это связано с отсутствием комбинации двух побочных продуктов и невозможностью образования геополимера. С другой стороны, семейства, в состав которых входит комбинация обоих побочных продуктов, имеют большую линейную или среднюю усадку, что увеличивает процент BBA, который в любом случае не является чрезмерно высоким.Этот факт подтверждается при сравнении линейной усадки, полученной с традиционной керамикой. Керамика из красной глины после спекания имеет среднюю линейную усадку 2,7%.

Как и в предыдущем случае, степень водопоглощения семейств со 100% шамотом и 100% ББА существенно отличается от остальных семейств. В семьях, состоящих из обоих отходов, наблюдается тенденция к снижению скорости абсорбции при увеличении добавления ГБА. Этот факт подразумевает создание более плотного материала и с меньшей открытой пористостью с увеличением процентного содержания BBA.Уменьшение степени водопоглощения создает материал, пригодный для использования на открытом воздухе, поскольку контакт с водой не приведет к большому поглощению и увеличению веса материала, поддерживаемого конструкцией. Для сравнения, традиционная керамика имеет капиллярное водопоглощение 1700 г / м ² · мин, аналогично образцам, сформированным с 60% BBA и более высоким процентным содержанием.

Как и в случае капиллярного водопоглощения, скорость поглощения холодной воды отражает снижение абсорбционной способности образцов с более высоким процентным содержанием BBA в их рецептуре.Этот факт предсказывает более высокую плотность создаваемых материалов и более низкую пористость, что, в свою очередь, может привести к более высокой прочности на сжатие. Традиционная керамика обычно имеет поглощение холодной воды 13%, что ниже значений, полученных в процессе спекания и согласования.

В то же время результаты испытаний на водопоглощение, открытую пористость, насыпную плотность и прочность на сжатие для различных групп образцов подробно описаны в. Постепенное добавление BBA вызывает более низкое водопоглощение кипящей воды, более высокую насыпную плотность исследуемых образцов и более низкую открытую пористость семейств.Этот факт будет напрямую связан с качеством геополимера.

Графики водопоглощения при кипении, открытой пористости, насыпной плотности и прочности на сжатие для различных групп образцов геополимеров.

Следует отметить, что образцы, изготовленные из 100% BBA, треснули и разрушились во время испытания на абсорбцию кипящей воды, поэтому они были полностью исключены из дальнейшей интерпретации. Непригодность этого семейства не предполагает проблемы, поскольку его нельзя рассматривать как геополимер, так как он состоит только из BBA, а подходящего алюмосиликата нет.В семействе 10C0A наблюдается аналогичный факт, существует только алюмосиликат, а не активатор, поэтому его нельзя рассматривать как геополимер. Однако оба семейства показывают, что геополимер был образован, так как его физические и механические свойства сильно различаются.

Поглощение кипящей воды и открытая пористость традиционной керамики обычно составляет 12% и 24% соответственно. Как видно на фиг.3, семейства с процентным содержанием 60% ББА в смеси примерно совпадают.С другой стороны, более низкие значения получаются для более высоких процентов добавления BBA — 60%.

С другой стороны, стандартная керамика обычно имеет насыпную плотность около 2 т / м ³ , тогда как геополимеры всех семейств имеют меньшую плотность. Это уменьшение плотности вовсе не является проблемой, но может стать сильной стороной, потому что при достижении адекватных сопротивлений, предписанных правилами, более низкая плотность делает возможным более низкую теплоизоляцию, а также лучшую звукоизоляцию.С другой стороны, его меньший вес позволяет создавать более легкие облицовки, не перегружающие конструкцию здания.

Наконец, испытание на прочность при сжатии согласованных образцов из различных семейств геополимеров имеет важное значение для оценки образования геополимера. Более того, с помощью этого теста будет выбран соответствующий процент комбинации шамота и BBA для производства.

Во-первых, результаты четко отражают формирование геополимерной структуры, поскольку видно, что прочность на сжатие образцов с комбинацией шамота и BBA увеличивается по сравнению с образцами, согласованными только с шамотом.В свою очередь, более 60% BBA в смеси создает материал, который, хотя и имеет более высокую плотность и более низкую пористость, имеет снижение прочности на сжатие. Это в основном связано с тем, что не существует адекватной пропорции шамота и BBA, так что только процент BBA вступает в реакцию с шамотом, а весь несмешанный BBA остается в избытке. Этот факт заметно снижает сопротивление, так как это инертная нагрузка. Следует отметить, что в этом исследовании материал полностью состоит из отходов, поэтому в них присутствует ряд химических соединений, которые не только не способствуют реакции геополимеризации, но и приводят к снижению сопротивления.

Оба заключения подтверждают сформировавшуюся геополимерную структуру с максимальной прочностью на сжатие при сочетании 60% BBA и 40% шамота. Тем не менее, существует ряд сочетаний обоих побочных продуктов, которые соответствуют требованиям по устойчивости керамических материалов, в частности, начиная с семейства 9C1A. Этот европейский стандарт устанавливает минимальную прочность на сжатие для кирпичей из красной глины 10 МПа.

Испытание на старение позволит исключить те семейства образцов, которые не обладают надлежащими характеристиками при эксплуатации, даже если они отражают адекватные начальные механические характеристики.В свою очередь, колориметрический тест классифицирует образцы по цвету, что очень важно для керамических материалов. Конечная цель — создать прочный, но приятно эстетичный материал, приемлемый для рынка.

показывает упорядоченное представление образца из каждого из семейств геополимеров. Как видно, наблюдается потемнение образцов из-за увеличения процента BBA. На концах соответственно цвета шамота и BBA. В центральной зоне находятся промежуточные комбинации обоих остатков.Поскольку эстетика элемента — это личная оценка, и, в конечном счете, его должен выбрать рынок, его можно точно определить только для того, чтобы установить цветовую шкалу, которая не меняется в зависимости от сделанной фотографии.

Изображение различных семейств образцов от семейства 10C0A (слева) до семейства 0C10A (справа).

Для точного определения цвета каждого образца использовался колориметр, который давал следующие значения для основных цветов — красного, зеленого и синего, как подробно описано в.

Таблица 6

Цветовые координаты RGB образцов, согласованных с шамотом и BBA различных групп.

80144 20

Цветовые координаты различных групп образцов — еще одна характеристика материала, не ограниченная нормативными требованиями, а отраслевым контролем качества.Обычно керамический материал, содержащий отходы, не принимается промышленностью из-за цвета, который он отражает, даже если он имеет адекватные физические и механические характеристики. Критерии качества, установленные компаниями-производителями, предусматривают максимально допустимые отклонения цвета конечного материала, поэтому добавление отходов, резко различающихся по цвету, не допускается. В этом случае можно увидеть, что изменение цвета происходит постепенно и в сторону более темных оттенков, что важно и легко реализовать на рынке.

3.3. Тесты на старение (тест на замораживание) и инфракрасное преобразование Фурье (FTIR) геополимеров

После определения всех параметров различных семейств, физических, механических и эстетических, был проведен тест на замораживание.

Конечная цель этого теста состояла в том, чтобы изучить поведение различных семей, находящихся на службе, то есть изучить изменение исходных характеристик во времени. Для оценки старения этот тест требует визуального осмотра после 25 циклов замораживания и размораживания, чтобы определить, какие семейства затронуты и от которых следует отказаться.Затронутые геополимеры будут называться замороженными геополимерами и будут отклонены.

показывает изображение различных семейств образцов до и после испытания на замораживание. Для сравнения берется один образец, который был протестирован, и другой, который не тестировался для каждой семьи.

Изображение образцов до испытания на замораживание (слева) и после испытания на замораживание (справа) для каждого из изученных семейств геополимеров.

После проведения теста на замораживание и просмотра приведенных выше изображений можно сделать вывод, что подходят только образцы семейств 6C4A, 5C5A, 4C6A и 3C7A.Семейства 10C0A, 9C1A, 8C2A, 7C3A, 2C8A, 1C9A и 0C10A представляют собой замерзающие геополимеры, поскольку они имеют растрескивание и отслаивание более 15 мм. От замораживания геополимеров отказываются, потому что они могут не обеспечивать достаточное качество обслуживания.

На основе этого результата можно прокомментировать, что хотя физические и механические характеристики предыдущих семейств, за исключением семейств 10C0A и 0C10A, находились в рамках действующих нормативов, испытание на замораживание выявило подгруппу образцов с лучшими механическими и механическими характеристиками. физическое поведение в течение их полезной жизни.Эти семейства определенно будут рассматриваться как возможные решения, соответствующие процентному содержанию комбинации от 40% BBA с 60% шамота до 70% BBA с 30% шамота.

Приемлемые семейства образцов, перечисленные выше, затем подвергали инфракрасному анализу с преобразованием Фурье (FTIR). С этой целью были изготовлены новые образцы с использованием процесса, подробно описанного в методологии, и проанализированы для сравнения спектров. В свою очередь, были проанализированы семейства 10C0A и 0C10A, соответствующие 100% шамоту и 100% BBA соответственно.Таким образом, при сравнении спектров легко наблюдать различия, существующие между ними, а также модификации, которые возникают в процессе геополимеризации.

показывает спектры всех детализированных семейств, а также в правом поле усиление всех спектров между 850 и 1150 см ^-1 . Можно увидеть, как из-за процесса геополимеризации частота асимметричного растяжения изменяется до более низкого значения для семейств 6C4A, 5C5A, 4C6A и 3C7A, чем у полосы, представляющей шамот и BBA, около 1010 см ^-1 .Это связано с тем, что AlO4 частично замещает SiO ₄ и изменяет химическое окружение связи Si – O. С другой стороны, сравнение спектров в зоне 850–1150 см, ^–1 показывает, что интенсивность полосы частот, описанной выше, и полосы 875 см ^–1 увеличивается для 6C4A, 5C5A, 4C6A и 3C7A. семейства геополимеров по отношению к полосам шамота и ВВА. Увеличение интенсивности указывает на увеличение длины цепи и образование большего количества алюмосиликатного геля, т.е.е., более полный процесс геополимеризации. Следует отметить, что более высокая интенсивность отражена в группе образцов 4C6A, которая, в свою очередь, была самым устойчивым семейством. Можно сделать вывод, что инфракрасный анализ с преобразованием Фурье (FTIR) совпадает с результатами предыдущего теста на сжатие.

Инфракрасный анализ с преобразованием Фурье (FTIR) для семейств с приемлемыми результатами (6C4A, 5C5A, 4C6A и 3C7A), а также для семейства со 100% шамотом (10C0A) и семейства со 100% BBA (0C10A).Справа показано сравнение интенсивности спектров для семейств, детализированных в области 850–1150 см ^–1 .

Глоссарий терминов по керамике | Walker Ceramics