Dodaj do listy

Ogólna Technologia Ceramiki

1. Technologia - jest nauką o przetwarzaniu surowców, które znajdują się w przyrodzie oraz form energii na wytwory lub też form energii na użyteczne, w sposób opłacalny dla gospodarki. Technologia (z grec.) jest to rozmowa o sztuce wyrobu przedmiotów użytkowych. Technologia ceramiczna - nauka, która zajmuje się przemysłowym użytkowaniem i wytwarzaniem tworzyw w stałym stanie składających się przede wszystkim z substancji niemetalicznych i nieorganicznych, którym ostatecznie własności są nadawane drogą działania wyższej temperatury. Stanowi ona jeden z działów ceramicznej techniki nieorganicznej gdyż główne produkty stanowią związki nieorganiczne, takie jak: Al2O3, SiO2, MgO, CaO, Fe2O3, K2O, Na2O.

2. Podział ceramiki:

przemysł ceramiczny właściwy - wielki przemysł: ceramika techniczna, budowlana, szlachetna, ogniotrwała, specjalna - filtry ceramiczne; przemysł tworzyw wiążących: wapienny, cementowy, betonowy, gipsowy; przemysł szklarski: szkła gospodarcze, budowlane, oświetleniowe, specjalne techniczne; przemysł artykułów emaliowanych: żeliwne odlewy; przemysł substancji ściernych: ziarna, tarcze ścierne, materiały nasypowe, ścierne, urządzenia skrawające.

3. Zasady łączenia różnych dziedzin ceramiki:

Produkty i wyroby przemysłu ceramicznego są znane od dawna, jednak nie były połączone w całość. Jednak w II poł. XIX w., kiedy rozwinęły się metody wyznaczania składu chemicznego, stwierdzono, że chemiczny skład jakościowy wyrobów ceglarskich, fajansowych, ogniotrwałych, wapna gaszonego, porcelanowych, szkła, emalii, cementu portlandzkiego jest identyczny co jest podstawą łączenia tych rodzajów przemysłu w całość. Wytwory przemysłu ceramicznego mają oprócz tego jedną wspólną ważną cechę - konieczne jest działanie wysokiej temperatury, aby nadać ostateczne właściwości. Poza tym własności fizyczne ceramicznych wyrobów są do siebie podobne.

4. Rola przemysłu w narodowej gospodarce:

Wyroby przemysłu ceramicznego są podstawą dla wielu rodzajów przemysłu i niezbędne są w gospodarstwach domowych. Ceramiczne wyroby wiążące i budowlane są podstawą w budownictwie. Materiały ogniotrwałe są głównym elementem konstrukcyjnym do budowy cieplnych urządzeń pracujących w wysokich temperaturach bez których nie mógłby istnieć przemysł koksowniczy czy metalurgiczny. Wyroby szklane niezbędne są zarówno w budownictwie, ale także w przemyśle opakowaniowym, optycznym, elektronicznym, itp. Ceramika specjalna jest podstawą działalności przemysłu radiotechnicznego i elektronicznego. Liczby najlepiej przedstawiają produkcję przemysłu ceramicznego, a także jak duża jest jego rola w narodowej gospodarce. Dane pochodzą z 1976 roku. Łącznie produkcja Produkcja zorganizowana działalność ludzi polegająca na wytwarzaniu dóbr materialnych oraz świadcząceniu usług, służąca zaspokojeniu potrzeb.
Czytaj dalej Słownik geograficzny
wynosiła około 91000000 t, w tym:

wyroby ceglarskie: 42849000 (ogólnie) t wyroby wiążące: 47884000 (ogólnie) t wyroby szklarskie: 1100000 (ogólnie) t wyroby emaliarskie: 28000 (ogólnie) t

5. Tradycyjna ceramika:

Obejmuje ona produkty wytwarzane z glin, szkła krzemianowe, konwencjonalny rodzaj cementu. Nowe gałęzie przemysłu ceramicznego stosują proste związki w charakterze surowców np.: tlenek magnezu, dwutlenek cyrkonu, tlenek glinu. Ogólnie rzecz biorąc skład chemiczny w produktach nowych gałęzi przemysłu ceramicznego jest prostszy niż w przypadku tradycyjnej ceramiki. Rozwija się w wyniku oddziaływania elektroniki i przemysłu maszynowego.

6. Właściwa ceramika - klasyfikacja.

Podział surowców ceramicznych.

Ze względu na ich pochodzenie: surowce mineralne i naturalne (występujące w przyrodzie naturalnie, np. glinki); surowce chemiczne (np. soda); surowce wtórne i odpadowe (np. popiły, żużel); Ze względu na technologie: surowce podstawowe, stanowiące podstawowe składniki mas (skaleń, kwarc, kaolin); surowce pomocnicze (np. dodatki: ług posiarczynowy i soda upłynniająca masę lejną); Ze względu na własności: surowce ilaste (kaoliny, gliny, łupki ilaste, iły); surowce krzemiankowe (piaskowce, kwarcyty, kwarc Kwarc dwutlenek krzemu (SiO2), minerał najczęściej występujący w skorupie ziemskiej. W czystej postaci jest bezbarwny, jednakże różne domieszki nadają mu rozmaite barwy. Kolorowe kryształy kwarcu posiadają... Czytaj dalej Słownik geograficzny żylny); surowce skaleniowe (np. glino-krzemiany sodu, wapnia i potasu); surowce glinowe (np.: bezwodne krzemiany glinu, techniczny tlenek glinu); surowce magnezowe (np. dolomit, magnezja syntetyczna, magnezyt MgCO3); surowce wapniowe (krzemionki, wapienie, węglan wapnia); surowce mineralne (grafit, chromit); surowce pochodzenia chemicznego (np. węgliki krzemu).

7. Wtórne surowce:

Wtórne surowce odpadowe są przyczyną skażeń środowiska. Przemysł ceramiczny pozwala na zagospodarowanie surowców ceramicznych, np.: wielkopiecowy żużel jest stosowany do produkcji szkła okiennego, cementu hutniczego, flizów i płytek ściennych.

8. Specyficzne własności glin:

Najważniejszym surowcem w ceramice są gliny. Występuje ich wielka różnorodność, ponieważ powstają one w różnych warunkach geologicznych. Własności glin:

  • gliny są wypalane na biało (mają małą zawartość tlenków barwiących tzn.: TiO2 i Fe2O3) - ceramika szlachetna;
  • gliny ogniotrwałe (temperatura topnienia wynosi 1500oC ), żółte zabarwienie po wypaleniu;
  • gliny są wypalane na barwę brunatną lub czerwoną - Fe2O3;
  • gliny o małej zawartości topników i małej plastyczności (np.: do wyrobu budowlanego klinkieru);
  • gliny o dużej plastyczności i dużej zawartości topników są używane do wytwarzania produktów kamionkowych;
  • gliny odznaczające się dużą plastycznością i dużą zawartością związków żelaza w wyrobach ceglarskich.

Szczególną cechą glin jest zachowanie się w przypadku zmieszania z różną zawartością wody. Są one nierozpuszczalne a ulegają tylko zmięknięciu.

9. Charakterystyczne cechy plastycznej masy:

  • podatność na odkształcanie pod wpływem niedużej siły;
  • łatwość formowania;
  • nadana forma nie zmienia się w wyniku silnego obciążenia;
  • oddzielne kawałki masy mogą się łączyć w jednolite kawałki;
  • po wysuszeniu i towarzyszącej temu skurczliwości, wyroby ukształtowane z plastycznej masy charakteryzują się dużą odpornością. Plastyczna masa zawiera od 15 do 20% wody.

10. Plastyczne surowce:

Plastyczne surowce to kaoliny i gliny. Nadają one masie zdolność do stałego odkształcania się w wyniku przyłożonej siły. Elementy mas możemy łatwo łączyć ze sobą, a po wysuszeniu (duża kurczliwość) wyroby charakteryzują się znaczną mechaniczną wytrzymałością.

11. Schudzające surowce jako elementy masy:

W roli składnika schudzającego są używane surowce krzemionkowe (np.: popioły lotne, piasek Piasek luźna skała osadowa, okruchowa. Zbudowana głównie z kwarcu, o średnicy ziarna od 0,1 do 2 mm. W procesie skałotwórczym w wyniku związania ziaren piasku (scementowania) powstaje piaskowiec. Piasek ma... Czytaj dalej Słownik geograficzny czy mielony kwar). Zadaniem schudzających surowców jest zmniejszenie skurczliwości podczas wypalania i suszenia, powodują też zmniejszanie plastyczności. Topniki - do których należą surowce skaleniowe są dodawane do mas w celu zmniejszenia porowatości otrzymywanych z nich produktów. Topniki podczas wypalania topią się oraz powodują zmniejszanie się porowatości lub jej całkowity zanik, w wyniku czego otrzymuje się produkty nieporowate albo o niewielkiej ilości porów. Równocześnie w niższych temperaturach topniki pełnią rolę schudzających materiałów.

12. Przeznaczenie suszenia racjonalnego:

Proces, którego celem jest odprowadzenie wody zasobowej i utrwalenie postaci nadanej podczas formowania, gdyż ich mechaniczna wytrzymałość podczas suszenia wzrasta. Szybkość procesu suszenia jest zależna od szybkości dyfuzji wody z wnętrz wyrobów na powierzchnię oraz szybkości parowania z powierzchni wolnej. Prędkość dyfuzji jest zależna od lepkości wody, a także od właściwości masy, która służyła do formownia wyrobu. Lepkość wody zmniejsza się w wyniku wzrostu temperatury. Szybkość parowania jest również zależna od temperatury, a także od prędkości przepływu medium suszącego i wilgotności. Warunkiem zachowania odpowiedniego kształtu suszonych materiałów jest wyrównanie prędkości parowania i prędkości dyfuzji. Jeżeli szybkość parowania jest większa niż prędkość dyfuzji, to produkty są podatne na pękanie w wyniku naprężeń rozciągających, które spowodowane jest większym kurczeniem się zewnętrznych części produktu w porównaniu z częściami wewnętrznymi. Jeśli szybkość dyfuzji jest większa niż prędkość parowania, to na powierzchni zaczynają się pojawiać krople wody - pocenie się, co prowadzi do zniekształcania w wyniku mięknięcia powierzchni produktów. Proces suszenia nie jest prowadzony do końca, ponieważ zbyt długie suszenie powoduje niepożądany wzrost kruchliwości.

13. Zdobienia plastyczne:

Umieszczanie podczas kształtowania wzorców wklęsło-wypukłych, reliefów, które przedstawiają postaci zwierząt, ludzi i figury geometryczne. Wzorów wypukłych poprzez formowanie wyrobów w należycie wykonanych gipsowych formach, poprzez doklejanie części oddzielnie formowanych. Relief wklęsły jest rzeźbiony ręcznie na wyrobie wysuszonym. Zdobienia plastyczne dają efekt zbliżony do wodnych znaków na papierze, polegają na uformowaniu wzoru wklęsłego oraz wypełnieniu zwartym szkliwem, a później wypaleniu.

14. Właściwości cementytu portlandzkiego

Cechy cementytu portlandzkiego zależne są od:

  • składników wchodzący do mieszaniny;
  • rodzaju użytych surowców (założonych ilości wymaganych parametrów);
  • rozdrobnienia podczas mielenia klinkieru (drobniejsze zmielenie zwiększa szybkość reakcji z wodą).

Własności służące do celów użytkowych:

Czas wiązania (charakteryzuje się dzięki aparatowi Vicat`a), dokonując rejestracji na jaką zanurzyła się obciążona igła w dopiero co przygotowanym zaczynie, wiązanie zostaje zapoczątkowane mniej więcej po 40-120 min, a jego koniec określa się na 8-12 godz., zależnie od składu, temperatury oraz zmielenia;

Wytrzymałość mechaniczna po zadanym czasie, wymieszaniu z wodą (sporządzenie zaprawy składającej się z cementytu oraz piasku w proporcjach 1:1, przygotowanie reprezentatywnego materiału, wyznaczenie wytrzymałości na zginanie, następnie po upływie 1,3,7,28 dni na ściskanie .

15. Klasyfikacja formowania wyrobów szklanych:

Proces formowania polega na wyprodukowaniu z masy szklanej takiego materiału, aby posiadał odpowiedni kształt. Do głównych metod formowania należą:

  • wydmuchiwanie- jest to kształtowanie Maszy szklanej poprzez sprężone powietrze, najstarszym sposobem formowanie materiałów było ręczne wdmuchiwanie, wyroby które stanowią masowy użytek są w dzisiejszych czasach wydmuchiwane przez powietrze sprężone w półautomatach tamujących oraz automatach, te z uwagi na sposób zasilania dzielą się na kroplowe i ssące, ta metoda służy do produkcji butelek oraz szklanek.
  • wytłaczanie (prasowanie) - proces polegający na kształtowaniu wyrobu przy użyciu metalowej formy oraz hydraulicznego wytłocznika, można przeprowadzać zarówno automatycznie jak i ręcznie;
  • ciągnienie - jest to proces, który wykorzystuje zdolność do rozciągania, pod warunkiem, że materiał jest bardzo odporny na zrywanie, masa szklana może być rozciągana w formie:
  • cienkich nitek, powoduje wytworzenie włókna szklanego;
  • szerokiego pasa, powoduje wytworzenie szkła;
  • prętów, , powoduje wytworzenie szkła profilowanego;
  • odlewanie wraz z walcowaniem; odlewanie jest najczęściej łączone z walcowaniem ręcznym, polegającym na przelaniu masy szklanej między dwa, stalowe walce, które przeciwbieżnie się obracają i są bez przerwy chłodzone wodą. Ich zadaniem jest zgniot masy i nadanie jej pożądanego kształtu.

16. Zasady rządzące podczas produkcji płaskiego szkła w HSO Szczakowa:

Podczas ciągnienia ciągnionego szkła płaskiego najczęściej stosowana metoda polega na pionowym wyciąganiu masy szklanej ku górze przy użyciu ogniotrwałej dyszy szamotowej, która pływa po powierzchni. Wyciśnięta przez szczelinę masa szklana jest przez system synchroniczny chłodzonych wodą walców wykonanych z azbestu przelewana, a kolejno cięta nożami. Niekorzystne w tej metodzie jest częste dochodzenie do zrywania szklanej tafli i zniekształcenie jej powierzchni. Metoda Pittsburgha pozbawiona jest tych wad, polega ona na pionowym ciągnięciu tafli bez użycia dyszy. Tak produkowane szkło posiada grubość 2-10 mm, przy pojemności 1500 ton oraz maksymalnej temperaturze 1600oC.Szkło które zostanie wylane z pieca trafia do pod-maszynowych studni, gdzie osiąga zadaną temperaturę, po czym jest przetransportowane ku górze ulegając na swej drodze niezbędnym obróbkom. W górze zazwyczaj tnie się je na kawałki. Obie metody posiadają niezadawalającą gładkość powierzchni otrzymanej masy szklanej, która musi przejść kosztowną obróbkę, aby mogły z niej powstać szyby samochodowe bądź lustra.

17. Materiały ogniotrwałe a ich charakter chemiczny

Składniki przy produkcji materiałów ogniotrwałych posiadające

- bardziej zasadowy odczyn (dolomitowe, magnezytowe)

- bardziej kwaśny odczyn (krzemionkowe, szamotowe)

- obojętny odczyn (węglowe)

18. Konieczne wymagania stawiane materiałom ogniotrwałym:

Wskazane jest, aby materiały ogniotrwałe posiadały ogniotrwałość zwykłą stożków pirometrycznych przynajmniej o wartości 150 (1500oC).Materiały te powinny mieć także wysoką odporność chemiczna, na działanie wszelkich substancji w stanie stałym, ciekłym bądź gazowym. Wymaga się także wysokiej odporności na agresywne temperatury amin.

19. Spoiwa wytwarzane przez cementownię Nowa Huta;

  • cement Cement materiał budowlany, spoiwo w formie proszku, które po zmieszaniu z wodą tworzy masę posiadającą zdolność twardnienia. Używany jest do produkcji betonu jako materiał wiążący piasek lub żwir.... Czytaj dalej Słownik geograficzny portlandzki: wapienie (gliny, które zawierają CaCO3), margle, kreda, gips, regulujący szybkość wiązań oraz iły;
  • cement hutniczy: 50% żużlu, 2-12% gipsu, klinkier, dodatek korygujący żelazonośny.

20. Produkcja cementu portlandzkiego metodą CNH:

W CNH cement portlandzki jest otrzymywany w procesie spieczenie kamienia wapiennego. Surowce przeznaczone do jego produkcji muszą być drobno mielone (<0,2mm) i bardzo dokładnie zmieszane. Proces mieszania wykonuje się na sucho ( z dodatkiem żelazo-nośnym, kamienia wapiennego, klinkieru, gipsu z Doliny. Podczas mielenia masa ulega ujednorodnieniu. Surowce, które zostały zmielone są podawane następnie do obrotowych pieców, gdzie opala się je pyłem węglowym, przy temperaturze spiekania bliskiej 1400oC.Wypalanie cementu zachodzi tu według metody przeciwprądowej (mączkę jest transportowana przeciwnie do wylotu gazu.) Otrzymany cement jest przenoszony za pomocą rurociągu do silosu, cement pakuje się luzem lub do worków w ilości 50 kg .

21.Surowce używane przy otrzymywaniu wyrobów sanitarnych.

W etapie przygotowującym masę używa się następujących substratów: skalenie, gliny, kaoliny oraz piasek kwarcowy. Przy produkcji szkliwa używa się natomiast : skaleni, piasku kwarcowego, produktów ilastych, zmętniaczy (skład wg Jacka Plicha - produkcja wyrobów sanitarnych/ Jasienica)

22. Surowce wykorzystywane przy otrzymywaniu płytek okładzinowych:

Otrzymywania płytek ceramicznych opiera się na użyciu przy produkcji masy ceramicznej, szkliwa dekoracji czy angoby surowców pochodzenia naturalnego oraz syntetycznych. Zalicza się do nich surowce ceramiczne, surowce syntetyczne (zaprawiacze, upłynniaczy czy też utwardzacze) oraz ilaste surowce ceramiczne. Do wytworzonych powłok, które swoimi właściwościami uszlachetniają powierzchnię płytek narażoną na użytkowanie podnosząc ich trwałość i estetykę należą: farby ceramiczne, szkliwa oraz angoby. Same materiały spełniające rolę dekoracyjną są wytwarzane z surowców , które dostarczają specjalizujące się w ich produkcji firmy.

23. Oferty produkcyjne w HSO Szczakowa:

Do pięciu głównych grup asortymentów wyrobów szklarskich zalicza się:

  • szkło budowlane
    • kształtowe budowlane;
    • piankowe;
    • ciągnione, płaskie (bezbarwne lub barwne);
    • płaskie walcowane (lustrzane, ozdobne, ornamentowe);
    • włókno szklane.
  • szkło gospodarcze
  • wzory ozdobne oraz wzory dekoracyjne;
  • galanteria szklana;
  • wyroby szklane służące do użytku codziennego.
  • szkło techniczne
  • laboratoryjne;
  • elektroniczne;
  • optyczne;
  • rurki, pręty.
  • szkło opakowaniowe
  • butelki;
  • ampułki;
  • słoje.
  • szkło specjalne.

24. Czynności wykonywane podczas przygotowywania zestawu szklarskiego:

  1. Przygotowanie i wysuszenie surowców, rozdrobnienie ich (w przypadku zbrylenia), odważenie, skrupulatne wymieszanie, ujednorodnienie, brykietowanie (niewielkie, sprasowane bloki) bądź granulowanie, co zapobiega odwieszaniu przybornika.
  2. Wypalenie szkła, procesy topienia, oczyszczania oraz oziębienia masy szklanej.

25. Etapy zachodzące podczas wytapiania szkła:

Wypalanie jest złożonym procesem, ponieważ zachodzi w nim dużo złożonych procesów chemicznych i fizycznych. Podzielono go wobec tego na trzy etapy:

  1. Topienie zestawu- dla szkła sodowo-wapniowego wpierw usuwa się wilgoć, a następnie zachodzi reakcja : Na2CO3 + CaCO3 = Na2Ca(CO3)2

Utworzony podwójny węglan sodowo-wapniowy reaguje w stałej fazie z SiO2 o wiele łatwiej niż pojedyncze węglany. Kolejno kwarc b w a przemienia się przy temperaturze 600oC, wobec czego zaczynają się wydzielać spowodowane rozkładem węglanów znaczne ilości CO2. Inne tlenki ulegają reakcji z SiO2 dając krzemiany. Ciekła faza powstaje już przy temperaturze 795oC, a w miarę jej podwyższania fazy ciekłej jest coraz więcej, dochodzi do rozpuszczenia pozostałych krzemianów oraz krzemionki. Końcem tego procesu jest temperatura 1200-1300oC, powstała masa jest nieprzeźroczysta i niejednorodna, posiada znaczą ilość gazowych pęcherzy, wśród których przeważ CO2.

  1. Klarowanie - jego celem jest pozbycie się małych pęcherzy CO2, dodatkami mającymi wspomóc ten proces jest np. bulwar (Na2SO4) rozpadający się w sposób gwałtowny wydzielając duże pęcherze, wypychające na powierzchnię te małe i drobne jednocześnie mieszając masę dzięki swemu przemieszczaniu. Masa w tym etapie staje się klarowna oraz przeźroczysta.
  2. Studzenie-(1100- 120oC) ten etap zmniejsza lepkość, jest dość skomplikowany z uwagi na zaburzony stan wysokotemperaturowy, konieczne jest aby zachodził wolno.

26. Rodzaje materiałów wiążących na bazie siarczanów:

  • materiały anhydrytowe;
  • materiały gipsowe.

Najistotniejszą rolę odgrywają CaSO4 i H2O. Należy wspomnieć o dwóch odmianach hydratów siarczanowych: CaSO4 H2O oraz CaSO4 0,5 H2O. W przypadku całkowitego pozbycia się wody z siarczanu powstanie półwodny anhydryt Anhydryt minerał, siarczan wapnia (CaSO4), najczęściej krystalizuje podczas odparowywania wody morskiej. Nazwą tą określana jest także skała osadowa pochodzenia chemicznego składająca się z minerałów... Czytaj dalej Słownik geograficzny a albo b.

CaSO4 2H2O (60-190 oC)ð CaSO4 0,5 H2O +1.5 H2O

CaSO4 0.5H2O (190-220 oC)ð CaSO4 +0,5 H2O

CaSO4 (800-1000 oC) ð CaO + SO2 + 0,5 O2

27. Surowce topnikowe w roli składników mas:

Topnikami zazwyczaj są surowce skaleniowe, które dodaje się do mas, aby pomniejszyć ich porowatość oraz otrzymać z nich odpowiednie surowce. Podczas wypalania ulegają one stopieniu i sprawiają, że pory są znacznie mniejsze lub całkowicie zanikają, co daje wyroby bez porów lub o pożądanej ściśle oszacowanej ich ilości. Przy niższych temperaturach topniki pomagają wyrobom się studzić.

28. Najważniejsze czynności produkcyjne przemysłu ceramiki właściwej:

  • Czynności przygotowawcze i procesy mechaniczne:
  • przygotowywanie surowców: rozdrabnianie, magazynowanie, magazynowanie mieliw, klasyfikacja ziaren - przesiewanie;
  • przygotowanie masy: sypka, lejna, plastyczna;
  • formowanie: nadawanie odpowiedniego kształtu.
  • Czynności podstawowe i procesy chemiczne:
  • suszenie: utrwalanie kształtów;
  • obróbka cieplna i wypalanie.
  • Czynności pomocnicze:
  • magazynowanie, sortowanie, wysyłka, pakowanie;

Wyżej wymienione czynności dotyczą produktów nieszkliwych, natomiast w przypadku produktów szkliwionych po paleniu pierwszym jest:

szkliwienie; zdobienie; powtórne wypalanie; magazynowanie, sortowanie i wysyłka towarów

29.Magazynowanie

Przygotowywanie surowców obejmuje:

zmagazynowanie odpowiedniej ilości materiałów w celu zapewnienia ciągłości produkcji; warunek zmieszania mas: wstępne rozdrobnienie - kruszarki i właściwe rozdrobnienie - młyny.

30. Masy i ich rodzaje:

Przygotowywanie obejmuje zważenie składników mas oraz odpowiednie przygotowanie mas.

Komponenty plastyczne stosowane w przypadku składników schudzających:

masa plastyczna zawierająca do 15 do 20% wody i 50% plastycznego składnika; masa lejna zawierająca od 30 do 40% wody; masa sypka zawierająca od 3 do 9% wody.

Przygotowywanie masy: mieszanina jednorodna uzupełniona o dodatek wody w nadającym się do kształtowania stanie, usunięcie nadmiaru wody, nadanie kształtu materiałom.

Masa jest mieszaniną składników z uzupełnieniem wody lub innego preparatu w stanie, który nadaje się do formowania. Ma ona dobre właściwości, jeśli posiada sporą granicę sprężystości aby nie nastąpiło w niej odkształcenie spowodowane przypadkowymi wstrząsami. Plastyczność masy możemy zwiększyć przez odpowietrzenie oraz dołowanie, polegające na pokrywaniu wszelkich form warstwą wody oraz zastosowaniu upłynniaczy. Lejna masa powinna odznaczać się znaczną płynnością oraz małą zawartością wody w celu szybkiego kształtowania się wyrobów. Sypka masa charakteryzująca się niewielką skurczliwością przy suszeniu cechuje się mniejszą skurczliwością niż pozostałe, a więc kształtowane wyroby mają większą precyzyjność w wymiarach. Masa ta suszy się łatwiej i szybciej niż inne.

31. Formowanie wyrobów:

Formowanie polega na nadawaniu wyrobom określonego kształtu i dzieli się na:

formowanie z plastycznych mas; odlewanie z lejnych mas; formowanie z sypkich mas; formowanie z plastycznych mas: toczenie, dotłaczanie, wyciskanie; formowanie na gorąco - ogniotrwałe grafitowe formy -powolny proces.

Metody odlewania z lejnych mas: nalewne i wylewne.

Formowanie z sypkich mas: prasowanie hydraulicznymi prasami, a także prasami mechanicznymi typu ciężkiego (przygotowana odpowiednio sypka masa jest umieszczana w gumowej formie znajdującej się w ciśnieniowym zbiorniku).

Kształtowanie na gorąco: artykuł umieszcza się w formie ogniotrwałej, najczęściej grafitowej, a następnie prasuje w wysokich temperaturach. Na skutek powolnego procesu formowania ta metoda nie została zastosowana na przemysłową skalę. Duże znaczenie w formowaniu mas sypkich ma odpowietrzenie masy, gdyż powietrze po zaprzestaniu nacisku posiada skłonność do rozprężenia się.

32. Kształtowanie z plastycznej masy:

Toczenie - wykorzystuje się w gipsowych formach odbywa się przy pomocy toczków mechanicznych, posiadających swój pierwowzór w garncarskim kole, coraz częściej stosowane są toczki automatyczne i półautomatyczne. Tym sposobem są formowane wyroby porcelanowe, garncarskie, kamionkowe i fajansowe.

Wyciskanie - jest wykorzystywane przy wyrobach cegieł budowlanych, w których pasma masy wystające z prasy ślimakowej są cięte. Szerokość pasa jest równa długości cegły.

Dotłaczanie - jest stosowane przy produkcji ogniotrwałych wyrobów szamotowych, ponieważ pasma wystające z prasy ślimakowej posiadają nieco większe wymiary. Dopiero poprzez dotłoczenie w prasach nazywanych dotłaczarkami następuje nadanie określonych wymiarów produktom.

33. Kształtowanie z sypkich mas:

Wyroby są formowane przez prasowanie stosując prasy hydrauliczne i ciężkiego typu prasy mechaniczne. Formowanie izostatyczne, odpowiednio przygotowana masa sypka jest umieszczana w gumowej formie, która znajduje się w ciśnieniowym zbiorniku. Kształtowanie na gorąco: artykuł jest umieszczany w ogniotrwałej formie, w większości przypadków grafitowej i prasowany jest w wysokiej temperaturze, uwzględniając powolny proces formowania. Ważną rolę w formowaniu z mas sypkich odgrywa odpowietrzenie masy, gdyż powietrze po zaprzestaniu nacisku posiada skłonność do rozprężania i powoduje powstawanie pęknięć.

34. Kształtowanie z lejnych mas:

Formowanie z lejnej masy polega na napełnianiu gipsowej formy lejną masą. Grubość zagęszczania masy jest zależna od czasu przebywania lejnej masy w formie.

d=aÖt,

gdzie: d to grubość czerpu,

t to czas,

a to stała (jest zależna od własności masy i własności gipsowej formy).

Współczynnik nabierania czerepu - A2 = d2/t

Formowanie z lejnych mas znalazło zastosowanie w przypadku produkcji wyrobów fajansowych krzemionkowych i porcelanowych. Przygotowanie gipsowej formy obejmuje kilka etapów:

Na początku przygotowywany jest moduł wyrobu, a potem jako negatyw gipsowy, jest odlewana jego forma "matka", służąca do seryjnej produkcji roboczych form.

Metody odlewania:

Wylewna - do formy jest nalewana masa lejna, odczekuje się określony czas na powstanie, nadmiar masy jest odlewany. Grubość jest zależna od czasu pobytu w formie.

Nalewne - ważne jest tu napełnianie formy z nadmiarem i pozostawienie odpowietrzających otworów, aby uniknąć pustek w formowanym towarze. Grubość ścianek produktu jest zależna od odstępu między wewnętrzną i zewnętrzną częścią gipsowej formy.

35. Suszenie:

Jest to proces, którego celem jest odprowadzenie wody zasobowej i utrwalenie kształtu narzuconego podczas formowania. Podczas suszenia mechaniczna wytrzymałość wzrasta. W czasie suszenia ceramicznych wyrobów często występują zmiany objętości, powodowane skurczliwością wysychania.

Rozróżniamy dwie fazy w suszeniu:

Dyfuzja wody na powierzchnię z wnętrza wyrobów (zwiększenie szybkości dyfuzji zapobiega wysuszaniu - dynamika Dynamika 1. siła, zdolność działania, ruch, energia, fiz. dział mechaniki, nauka o ruchu ciał pod wpływem działających na nie sił, muz. siła, natężenie dźwięku. Czytaj dalej Słownik wyrazów obcych suszenia);

wyparowanie wody z powierzchni - statyka.

Na początku na powierzchni występuje tylko woda, a wyroby są ciemne na tym etapie suszenia. Później ilość wody jest coraz mniejsza, parująca wędruje w głąb produktu. Cząstki masy przystępują do stykania się między sobą. Drogi dyfuzji wody zostają przerwane, a pory wypełniają się powietrzem. Szybkość suszenia, która z początku była stała teraz jest coraz mniejsza, a wyroby suszone przybierają jaśniejszy kolor. Suszenie wyrobów zachodzi w:

suszarniach sztucznych - tunelowe i komorowe suszarnie; można regulować temperaturę, wilgotność oraz prędkość przepływu powietrza;

suszarniach naturalnych - suszenie zachodzi kosztem ciepła znajdującego się w powietrzu atmosferycznym albo kosztem ciepła , które pochodzi z pieców przeznaczonych do wypalania.

36. Wypalanie:

Celem wypalania jest nadanie wyrobom ostatecznej formy, wytrzymałości i właściwości użytkowych. Zjawiska, które zachodzą w czasie wypalania klasycznych wyrobów ceramicznych można podzielić na trzy etapy:

  1. proces odwadniania - dehydratacja trwa wraz z początkiem wypalania do temperatury 600oC, a następnie odprowadzenie pozostałości wody - 200oC, rozkład organicznych substancji - 120 do 300oC, rozkład ilastych minerałów: metakaolinit - Al2O3+2SiO2+2H2O, kaolinit - Al2O3+2SiO2+2H2O;
  1. utlenianie - od 600 do 900oC: rozkład substancji organicznych oraz wydzielenie węgla. Zachodzi utlenienie węgla, który pochodzi z rozkładu ilastych substancji w temperaturze wyższej od 600oC (węgiel nieutleniony przeszkadza w zachodzeniu procesów). Wraz z procesem zachodzi zmiana barwy wyrobów i stają się one jaśniejsze;
  1. zeszklenie wytryfikacja; powstaje faza ciekła, substancji eutektycznej z powodu występowania alkali. Faza płynna nie krystalizuje jednak, lecz zaczyna przechodzić w stan szkła, nazywany masami szklistymi. Najważniejsze składniki fazy płynnej: topnik i mulit (fazowy składnik tworzyw ceramicznych o trwałym charakterze). Mulit stanowi podstawowe zjawisko przy tworzeniu się szklanych mas. Mulit powstaje w wyniku rozkładu stopionego metakaolinitu wraz z wydzieleniem SiO2.

37. Sposoby zdobienia artykułów ceramicznych:

Dodatkowe oprócz kształtu walory estetyczne:

zdobienie barwne: barwienie mas, szkliw, nakładanie kolorowych dekoracji; zdobienie plastyczne: umieszczanie wklęsło-wypukłych wzorów, tzw. reliefów.

38. Kryteria, według których klasyfikuje się materiały ogniotrwałe:

Wyroby ogniotrwałe posiadające odpowiednio dobrany kształt geometryczny:

-prostowniki- wszystkie z kątów są proste, ułożenie ścian naprzemianległe, równomiernie, np. prostka normalna- wymiary przybliżone do cegły budowlanej), kształtki (posiadają różne kąty oraz wylewy)

-materiały nie formowalne- mają nieokreślony kształt, jako zaprawy ogniotrwałe (cieniuteńka warstwa, nieodporna na korozję), betony i masy ogniotrwałe (obniżają piece bezspoinowe), przy materiałach z włókien (włókna koalinowe)

W skład grup chemiczno- mineralnych zalicza się 12 typów:

  • materiały glino-krzemianowe: powstają z glin ogniotrwałych, podstawowymi składnikami tlenkowymi są: SiO2, Al2O3, do głównych składników fazowych zalicz się muli oraz rodzaje polimorficzne krzemionki (czyli - faza szklista);
  • materiały krzemionkowe, które opierają się na czystej odmianie krzemionki ( > 50%), różniąc odmiany polimorficzne krzemionki;
  • materiały magnezytowo-wapniowe: do komponentów tlenkowych należą MgO, CaO będące formami krystalicznymi ( np.: materiały dolomitowe);
  • materiały spinelowe: w ich skład wchodzą trudnotopliwe spinele (MgOCr2O3), przeważającymi składnikami tlenkowymi są MgO, Cr2O3, Al2O3;
  • materiały magnezytowe, których największy udział ma składnik tlenkowy MgO (peryklaz), materiały te są ciężkie oraz odporne na korozję;
  • materiały magnezytowo-krzemianowe: tj. MgO, SiO2, w ich skład mineralny wchodzi krystaliczna forma MgO oraz trudnotopliwa odmiana krzemianu);
  • materiały grafitowe których przeważającym składnikiem jest węgiel pod postacią grafitu
  • materiały węglowe, w których główny składnik węgiel (mineralny i bezpostaciowy);
  • materiały tlenkowe, które powstają z tlenku glinu lub magnezu;
  • materiały z węglika krzemu SiC;
  • materiały ze związków nie posiadających tlenu: borki, węgliki, azotki;
    • 1,2 - gliniano-krzemionkowe materiały;
    • 3,4,5,6 - zasadowe materiały ogniotrwałe;
    • 7 - 12 - materiały ogniotrwałe specjalne;
  • materiały cyrkonowe, (np dwutlenek bądź krzemian cyrkonu).

Pod względem ogniotrwałości zwykłej istnieje podział na :

  • materiały o najwyższej ogniotrwałości: (stożek pirometryczny wykazuje ogniotrwałość zwykłą powyżej 200)
  • mat. wysokotrwałe: (stożek pirometryczny wykazuje ogniotrwałość w zakresie 177 - 200 )
  • mat. ogniotrwałe(stożek pirometryczny wykazuje ogniotrwałość w zakresie 150 - 177 np. krzemiankowe.

Pod względem porowatości istnieje podział:

  • materiały odznaczające się dużą porowatością-powyżej 45%, a niską zwartością;
  • materiały odznaczające się małą porowatością-poniżej 3%, a wysoką zwartością;
  • materiały posiadające porowatość zwykłą, z zakresu 16 - 20%.

Produkcja:

  • z mas odznaczających się plastycznością (możliwość uzyskania jednorazowych użytków oraz skomplikowanych kształtów);
  • materiały formujące na gorąco
  • wyroby odlewane oraz topione(szczególnie w przemyśle szklarskim)
  • formowanie z mas odznaczających się sypkością;
  • formy z mas odznaczających się lejnością

Sposoby obróbki cieplnej:

  • wyroby niewypalane; temperatura obróbki niska z zakresu 150 - 170°C
  • wyroby wypalane; temperatura wypalania maksymalna, od 1300°C (np. wyroby szamotowe)

39. Cechy charakterystyczne półporcelany

Półporcelana to produkt Produkt dobro wytworzone w procesie produkcji rolniczej, przemysłowej i usługowej. Występuje jako dobro materialne oraz dobro niematerialne (usługa). Dobra (produkty) materialne dzielą się na produkty pracy -... Czytaj dalej Słownik geograficzny pośredni z fajansu i porcelany, charakteryzuje się nasiąkliwym czerepem, nie jest tak biały jak porcelana, ma barwę żółtoszarą, jest w małym stopniu przeświecalna w warstwach o cienkiej grubości, odznacza się wytrzymałością elektryczną i mechaniczną. Jest mniejsza i tańsza od porcelany, zdobi się ją na szkliwie, jej temperatura wypalanie to 1250 - 1260°C, surowcami w jej produkcji jest krajowy glin biało wypalający.

40. Fajans:

Charakterystycznymi cechami fajansu są:

  • różnorodna barwa, poczynając od białej po szaro-kremową do kremowej;
  • porowaty czerep o nasiąkliwości w zakresie 8 - 15%;
  • niewielka wytrzymałość mechaniczne;
  • nieprzeświecalna;
  • lżejszy w porównaniu z porcelaną podszkliwioną;
  • zdobienie pod szkliwem;
  • stosuje szkliwa niskotpoliwe
  • grubszy w porównaniu z porcelaną;
  • nieszkliwiony fajans używany jako filtry;

Rodzaje fajansu:

  • wapienny;
  • skaleniowy ilasty;
  • szamotowy.

41. Surowce stosowane do wyrobu porcelany:

  • być dobrze zmielone oraz nawilżone,
  • zawierać jak najmniejszą ilość środków barwiących;
  • być magazynowane,
  • być transportowane luzem pod przykryciem albo w workach;
  • być zastosowane upłynniacze obniżające ilość wody w masie;
  • być 3-krotnie wypalana: na biskwit, ostro, a na koniec wypalanie dekawy.

Stosuje się piece gazowe lub elektryczne. Używane są zarówno elektromagnesy ,jak i magnesy stałe. Otrzymany materiał powinien być jak najbielszy, przeświecalny oraz mieć jak najmniejszą grubość. Temperatura wypalania mieści się w zakresie 1350 - 1410°C.

42. Wyroby ceramiczne i ich oznakowanie

Oznaczeniu poddawane są wyroby ceramiczne o charakterystycznych własnościach, są one wytwarzane przy użyciu nietypowych metod technologicznych ,np. płytki nanoszone na układy elektroniczne, filtry, ferryty.

43. Klasyfikacja materiałów wiążących:

  • Sposób procesu twardnienia: woda lub powietrze;
  • Podstawowe surowe:
    • materiały siarczanowe: uwodniony lub bezwodny siarczan wapniowy;
    • wapniowe (CaCO3), wapno budowlane; cement portlandzki;
    • materiały magnezjowe (MgCo3).
  • Sposób procesu obróbki cieplnej:
    • wypalane: proces bez fazy ciekłej (wapno budowlane);
    • topiony: proces tylko z udziałem fazy ciekłej (cement portlandzki).
    • spiekane: proces z udziałem fazy ciekłej;

44. Surowce do otrzymania cementu portlandzkiego:

  • surowce wtórne: szlamy poprodukcyjne, popioły lotne, hutnicze;
  • surowce mineralne: w przyrodzie pojawiają się w skałach osadowych (wapienie, gliny, wapienie margliste);

Wymagania: zawartość MgO nie przekraczająca CO - 3%, alkalia - 1%.

45. Powstawanie cementu portlandzkiego:

Produkcja odbywa się na bazie surowców, będących pochodnymi SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, podczas kiedy poprzez spiekanie w wysokich temperaturach chce się otrzymać niewiązane wapno. Ilość CaO należy dobrać w ten sposób, aby całkowicie przereagował i utworzył wyżej wymienione związki.

46. Moduł nasycenia:

MH (opracowany przez Kind Jung) określa skład fazowy i jest podstawą w wyliczeniu składu , jaka wchodzi do mieszaniny surowców cementytu portlandzkiego:

MN = (C - 1,65A - 0,35F) / 2,8S

Licznik określa zawartość CaO jaka jest związana z krzemianami, procentowy udział tlenków wacha się w granicy 0,8-0,98, zminimalizowanie liczbę wolnego wapnia, regulacja wody z której powstaje wodorotlenek powodujący wzrost objętości, co z kolei przyczynia się do rozszerzalności zaprawy cementowej wywołując jej spękanie.

Skład fazowy i jego znaczenie: Najwyższy udział alitu (mniejszy udział daje wyższą twardość i wytrzymałość), znaczne ciepło wiążące wodę z alitem (w przypadku wady alitu używane jest zamiennie belit), belit posiada właściwości ochronne przed czynnikami powodującymi korozję chemiczną.

47. Klinkier:

Jest to mieszanka związków chemicznych (niejednolity), używany jako półprodukt przy otrzymywaniu cementu portlandzkiego. Klinkier wymaga szybkiego chłodzenia. Podstawowymi składnikami pochodzenia mineralnego są:

  • krzemian dwu-wapniowy (C2S - belit),
  • krzemian trójwapniowy (C3S - alit),
  • cztero-wapniowy tlenek glinu i żelaza (C4AF - brownmileryt),
  • wapno palone.
  • glinian trójwapniowy (Ca2A),
  • w niewielkiej ilości MgO,

Jeśli dodamy kamień gipsowy sprawimy, że czas wiązania będzie wolniejszy (możliwość po dodaniu wody regulacji czasu), hydrauliczny dodatek (popiół lotny)

48. Sposoby produkowania cementu portlandzkiego:

  1. Metoda sucha: surowce zostają na sucho przemielone oraz ujednorodnione, powstaje w wyniku procesu mąka surowcowa, sposób ekonomiczny
  2. Metoda mokra: surowce zostają na mokro przemielone oraz ujednorodnione w wyniku czego powstaje szlam surowcowy (36-42% wody, łatwy do transportu), powstał energia cieplna jest odparowywana .

Cement portlandzki - to wodny materiał spajający, otrzymywany w procesie spiekania marglistych skał zawierających Ca lub mieszaniny tychże skał. Surowce są bardzo drobno mielone, poniżej 0,2mm i mieszane do otrzymania homogenicznej masy. Tak zmielony surowiec poddawany jest spiekaniu w obrotowych piecach.

Wyróżnia się pięć etapów (stref) :

  • suszenie przy temperaturze 100oC;
  • ogrzewanie oraz rozkład minerałów ilastych w zakresie temperatur100 - 600°C;
  • kalcynacja strefa ciemniejsza w której następuje rozkład węglanów w zakresie temperatur 800-1250°C;
  • spiekanie ; faza ciekła, która sprzyja procesowi spiekania, zachodzi zakresach temperatur 1250-1450-1250°C
  • chłodzenie przy temperaturach 1250-800°C

49. Przeobrażenia kaolinitu:

Kaolinit o wzorze: Al2O3?2SiO2?2H2O w temperaturze od 400do 600oC zmienia się w metakaolinit: Al2O3?SiO2+2H2O. Wraz ze wzrostem temperatury przechodzi w etap typu spinelu - faza przejściowa: 2Al2O3?3SiO2 - struktura zbliżona do zdefektowanego spinelu, następna faza to typu mulit: 2Al2O3?2SiO2, a końcowym produktem jest mulit: 3Al2O3?2SiO2. Na skutek zmiany Al2O3 w SiO2 we wszystkich fazach wydziela się krzemionka Krzemionka SiO2 - dwutlenek krzemu jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem krzemu. W organizmach k. stanowi materiał budulcowy np. okrzemek, promienic, radiolarii i niektórych gąbek. Może też odkładać... Czytaj dalej Słownik biologiczny i po części mulit. W etapie ciekłym krystalizuje się z pierwotnego mulitu, mulit o iglastym charakterze.

50. Kwarc:

Ulega przemianom polimorficznym w szerokim zakresie temperatur. W naturalnych warunkach kwarc beta - trwały w przyrodzie w czasie ogrzewania 867°C odmiana krzemionki: trydymit alfa, 573°C kwarc alfa, 1723°C: stop, 1470°C krystobalit alfa. Podczas studzenia stopu powstaje kwarcowe szkło. Podczas studzenia krystobalitu alfa przekształca się w krystobalit beta, a od 200 do 275°C w trydymit przechodzący podczas studzenia w temperaturze 475°C w odmianę - trydymit b1, a potem w trydymit b2; w temperaturze 210°C trydymit b2 przekształca się w b3; a w temperaturze 163°C przekształca się w trydymit gamma w temperaturze 117°C. W czasie studzenia kwarcu alfa przekształca się on w kwarc typu beta. Wysokotemperaturowe odmiany odznaczają się strukturą luźną. Polimorficznej przemianie kwarcu towarzyszy zwiększenie objętości przebiegające w określonych temperaturach i jest ono skokowe.

51. Zasadniczy fazowy skład:

Zawartość po wypaleniu oraz ostudzeniu:

składniki krystaliczne: poliformiczne odmiany krzemionki (trydymit g, krystobalit b, kwarc b), mulit; faza bezpostaciowa: szklista masa (topienie się skaleni - rozpuszczanie innych substancji); faza gazowa: wypełnianie porów powietrzem i spęcznianie wyrobu - pory otwarte.

52. Wypalanie:

Zmiana fizycznych własności (wzrost wytrzymałości mechanicznej), zmiana koloru (wraz ze wzrostem temperatury jaśniejszy), zmiany w porowatości (maksymalne podczas utleniania). 3 fazy: ogrzewanie, temperatura maksymalna, studzenie. Proces ten jest określony krzywą wypalania.

53.Szkliwa (polewy, glazury):

Powierzchnie substancji będących w stanie szklistym, którymi pokrywa się wyroby ceramiczne również odnajdują swoje zastosowanie do ochrony samego materiału jak i powierzchni przed różnego pochodzenia zabrudzeniami oraz nasiąkaniem cieczy, są także odpowiedzialne za odporność na uderzenia oraz czynniki chemiczne, wzrost twardości, gładkości oraz dają możliwość zdobienia bez porowatych powierzchni. Szkliwo jest typem szkła krzemionkowego i posiada lepszą lepkość (po procesie stopienia) od szkła

54. Podział szkliw:

Szkliwa zostały sklasyfikowane po względem ich:

  • sposobu przygotowania

-surowe (materiały z porcelany), żaden z surowców nie rozpuszcza się w wodzie, dając określoną zawiesinę

-topione (materiały z fajansu), część surowców rozpuszcza się w wodzie, a nierozpuszczalne, takie jak boraks są topione w podwyższonych temperaturach tworząc nierozpuszczalną frytę po ostudzeniu, powstaje szkliwo(opisana procedura jest charakterystyczne dla związków toksycznych)

  • temperatury topnienia

- zakres 700-1000oCð łatwo topliwe;

- zakres 1000-1200oC ðśrednio trudno topliwe;

-zakres 1200-1450oC ð trudno topliwe;

  • składu chemicznego - obecności dominującego składnika

-alkaiczne

-ołowiowe

-solne (HCl ulega rozkładowi przy osiągnięciu przez czerep temperatury spiekania)

-skaleniowe

-ziemne (część glin ma barwę brunatną)

  • przeznaczenia materiałów ceramicznych

-porcelanowe ( skalenie, które trudno poddać procesowi topnienia)

-krzemionkowe(ziemne oraz solne)

-fajansowe

  • powierzchni szkliw:

-matowa

-półmatowa

-szorstka

-błyszcząca

  • własności optyczne

- przeźroczyste

-nieprzeźroczyste

-białe lub kolorowe

-kryjące

55. Składniki wchodzące w szkliwa Segera

Przy pomocy wzoru H. Segera został określony udział składników zawierających tlen przy pomocy ułamków molowych. Do trzech typów należą:

  • tlenki o odczynie zasadowym o wartościowości I lub II, czyli wzorze ogólnym R2O, RO (np.K2O, MgO);
  • tlenki o odczynie obojętnym o wartościowości III, czyli wzorze ogólnym R2O3 (Al2O3);
  • tlenki o odczynie kwaśnym o wartościowości III lub IV, w więc wzorze ogólnym R2O3, RO2 (np.B2O3, SiO2,);

Sumując tlenki z gryp I, II i III, (gdzie I= 1.0; II= x; III= y), z danej zawartości wg wzoru Segera , a także masy cząsteczkowej określa się skład surowcowy szkliwa.

56. Sposób dopasowania szkliwa do czerepu:

Powłoki szkliwa są dobierane względem temperatury, w której wypala się czerep:

-wsiąkanie bądź płynięcie- jeśli temperatura szkliwa znacznie przekracza temperaturę w której szkliwo się topi;

-brak gładkości szkliwa- jeśli temperatura szkliwa będzie za niska

Wybór z uwagi na charakterystyczną wielkość; współczynnik rozszerzalności cieplnej dla szkliwa (a) oraz czerepu (b):

-gdy b>a, wówczas przy ochładzaniu czerepu dochodzi do skurczu wyższego niż dla szkliwa, występują naprężenia ściskające, a szkliwo może mieć skłonność do odpryskiwania i łuszczenia się

-gdy b<a wówczas przy ochładzaniu czerepu dochodzi do skurczu mniejszego niż dla szkliwa, występują naprężenia rozciągające, a szkliwo może mieć skłonność do pękania

Zastosowanie i specyfika wyrobu:

-półmatowe lub matowe

-przeźroczyste lub nieprzeźroczyste

-bezbarwne lub barwne

-gładkie lub z nadaną fakturą

57. Rodzaje szkliwienia

Pod pojęciem szkliwienia rozumie się pokrywanie zawiesiną w wodzie. Na produkty będące po wstępnym procesie wypalania (cienkościenne) są nanoszone niewielkie ilości zawiesiny szkliwa będącego w wodzie. Podczas następnego wypalania szkliwo ulega stopieniu i następuje pokrycie wyrobu szkłem. Ten etap jest powtarzany. Grubość warstwy szklanej to 0.3 - 1 mm, zależnie od ilości porów w czerepie, lepkości zawiesiny, jej gęstości oraz czasu, w którym materiał był zanurzony. Wyroby są pokrywane metodą:

-zanurzania- wtedy czas jest krótki

-polewania- na przykład kafle lub płytki okładzinowe

-natryskiwania-jest to rozpylenie zawiesiny za pomocą ciśnienia

Nałożenie warstwy szkliwa na materiał jest zakończone suszeniem. Szkliwo może posiadać szereg wad:

-pęknięcia,

-zaprószenia

-nacieki (nierównomierne pokrycie)

-nakłucia

Wad tych można się pozbyć dzięki procesom:

-nakładania elementów dekorujących

-zeszlifowania naprószeń

58. Zdobienie kolorowe:

Pokrycie materiałów kolorowymi szkliwami, masami oraz nanoszeniu różniącej się warstwy, czy też barwnych wzorów lub obrazków. Szkliwo kolorowe: nadanie barwy pierwotnemu szkliwu, które jest przeźroczyste. Nadanie koloru: wprowadzenie do szkliwa związków wiążących tj. tlenków lub cząstek koloidalnych. Do tlenków nadających barwę zalicza się

-tlenki pierwiastków przejściowych (kolorowe jony metali przejściowych wbudowuje się w związki wykazujące się odpornością na wysoką temperaturę , takie jak barwniki syntetyczne)

-tlenki kobaltowe- nadają niebieski kolor

-tlenki manganowe- nadają brązowy kolor

-tlenki żelazowe- nadają żółty bądź brunatny kolor.

Głębia koloru jest zależna od ilości użytego tlenku. Do czynników odpowiedzialnych za barwę należą:

-skład chemiczny szkliwa

- atmosfera Atmosfera powłoka gazowa otaczająca planety lub księżyce. Atmosfera ziemska to powłoka gazowa otaczająca Ziemię będąca najbardziej zewnętrzną częścią powłoki ziemskiej. Za dolną granicę atmosfery... Czytaj dalej Słownik biologiczny procesu wypalania (czy barwniki wykazują odporność na znaczne temperatury)

W celu uzyskania barw pośrednich stosuje się mieszaniny tlenków. Wyrób kolorowy powinien być dopasowany do temperatury w jakie będzie musiał być wypalany ( w przypadku temperatur zakresu 1100 - 1200°C,stosowane są farby ceramiczne, a więc takie które w połączeniu z solami Si, B, Al utworzą kolorowe związki). Podczas wypalania, jeśli temperatury są nazbyt wysokie może dochodzić do reakcji między farbami a szkliwem, co powoduje odbarwienie, niewiele jest farb, które są odporne na temperaturę wypalania 2160°C.

59. Zdobienie - pod szkliwem

Ceramika fajansowa, po procesie szkliwienia jest poddawana wypalaniu w:

- średnich temperaturach 1100 - 1200°C- wówczas dekoracja jest znacznie trwalsza,

-w wysokich temperaturach 1400°C-przy wyrobach porcelanowych

Nanoszenie wzorów i obrazków:

-w sposób ręcznie malowany za pomocą farb ceramicznych mających lepiszcza pochodzenia organicznego

-poprzez technikę drukarską

-odwzorowywanie przez kalkę, pieczątki

-nałożenie wzorów przez odpowiedni natrysk

Podczas zdobienia pod szkliwem najpierw należy poddać szkliwo delikatnemu wyprażeniu w celu pozbycia się lepiszczy organicznych ( na farbę składa się barwnik oraz lepiszcze) przykładowo: fajans.

Zdobienie naszkliwne polega na połączeniu łatwo topliwego szkliwa z substancją pochodzenia organicznego (jako farby: barwniki, substancje oleiste, topniki). Podczas procesu wypalania topnik najpierw się topi a następnie, a następnie przylepia na szkliwo barwnik (przykładowo: porcelana)

Zdobienie szkliwne polega na nadaniu wyższej wytrzymałości na ścieranie.

Szkliwo może być pokrywane powłokami opalizującymi, tzw. lustra bezbarwne bądź barwne (tlenek bizmutu jest przykładem naniesionej warstwy na szkliwo)

60. Ogniotrwałość zwykła:

Pod tym pojęciem rozumie się odporność na wyższe temperatury. Wskaźnikiem ogniotrwałości zwykłej jest taka temperatura, przy której próbka badanego materiału (ścięty ostrosłup mający wysokość około 30 cm z badanego wyrobu) ulega zgięciu pod działaniem temperatury oraz własnego ciężaru w taki sposób, że czubek próbki dotknie swojego podłoża.

Zasada pomiaru polega na porównaniu ogniotrwałości zmierzonej próbki stożka z ogniotrwałością stożków pirometrycznych (o wiadomych ogniotrwałościach), stanowiącymi wzorce. Ogniotrwałość zwykłą określa się poprzez numer stożka pirometrycznego, a wartość tego numeru wymnożona przez 10 podaje temperaturę ogniotrwałości będącą przybliżoną wartością temperatury topnienia. Wyroby ceramiczne ulegają mięknieniu w dość szerokim zakresie temperatur.

61. Podział metod badawczych.

Właściwości materiałów będących wytworem przemysłu ceramicznego:

Metody badania chemiczno-mineralnych własności, tj.: składu fazowego, chemicznego lub mikrostruktury.

Metody badające właściwości fizyczne: ilościowe- wyniki są identyczne, niezależnie od używanej do pomiaru aparatury, gęstości, odporności mechanicznej na ściskanie, zginanie, rozginanie, przewodnictwo cieplne, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo właściwe oraz rozszerzalność właściwą.

Metody badające właściwości technologiczne:

  • właściwości tekstury-porowatość otwarta, zamknięta lub całkowita ,nasiąkliwość, przepuszczalność cieczy oraz gazów, nasiąkliwość;
  • właściwości ogniowe (reakcja materiału na wysoką temperaturę): ogniotrwałość zwykła z obciążeniem, rozszerzalność wtórna, właściwości termiczno-chemiczne
  • właściwości odpornościowe: wytrzymałość na czynniki chemiczne ( na ługi czy kwasy),nagłe zmiany temperaturowe, czynniki mechaniczne lub mróz.

Materiały ceramiczne posiadają wysoką odporność na ściskanie R= P/F [MPa].

Wytrzymałość graniczna materiału dla oddziaływania naprężeń ściskających

62. Porowatość

Porowata budowa jest charakterystyczna dla prawie wszystkich tworzyw ceramicznych.

Do porowatych materiałów zalicza się: kaflarskie, sztuczne lekkie kruszywa lub ceglarskie.

Do materiałów pozbawionych porów: kamionkowe, klinkierowe.

Pod pojęciem "porowatość otwarta" rozumie się iloraz objętości porów otwartych ( posiadających bezpośredni kontakt z zewnętrzną warstwą wyrobu, które mogą być nasycane wodą bądź inną cieczą ) do porów znajdujących się w całym materiale (wartość jest wyrażona w %).:

Pv=(Vporów / Vpróbki )* 100%

Porowatość:

Pv=(mn-m) / (mn-mnw) * 100%

Gdzie występują następujące oznaczenia:

mn - masa próbki z cieczą-nasyconej

m-masa suchej próbki;

mnw -masa zwarzone próbki z cieczą .

Pod pojęciem " porowatość całkowita" rozumiany jest iloraz zsumowanej objętości porów otwartych oraz porów zamkniętych do objętości materiału.

P=(1-dv / d) x 100%

Gdzie występują następujące oznaczenia:

dv-gęstość pozorna (iloraz masy do objętości razem z porami);

d -gęstość.

Pod pojęciem " nasiąkliwość" rozumiany jest stosunek masy wody, jaka została zaabsorbowana poprzez pory otwarte do wysuszonej masy

N=(mn-m) / m x 100%

63. Gęstość pozorna:

Masa wyrobu zawierającego pory na jednostkę objętości:

Dv=m / (mn - mnv) [g/cm3]

m-masa próbki, która jest sucha;

mn- masa próbki będącej nasyconą wodą;

mnv- zwarzona w wodzie, nasycona w wodzie masa próbki,

Pojęcia "gęstości" w odniesieniu do "gęstości pozornej": zagęszczenie się wyrobu podczas procesu wypalania. Iloraz gęstości: pozornej do rzeczywistej określa się jako stopień wypalania, i jeśli ma od wartość równą 100% (dv=d) oznacza t, że wyrób jest bez porowaty.

64. Ceramika budowlana:

Obszerny asortyment wyrobów (budownictwo mieszkaniowe, przemysłowe, rolnicze). Materiały ceglarskie (surowcami są: iły ceglarskie i gliny, będące materiałami schodzącymi, piasek oraz inne materiały wtórne), klinkierowe (znacznie wyższy wskaźnik wytrzymałości, odporne na mróz), lekkie sztuczne kruszywa, tworzywa wapienne, kaflarskie, piaskowe, kamionkowe.

Wymagania jakie są stawiane materiałom ceglarskim:

-określona wytrzymałość mechaniczna (z uwzględnieniem ścinania);

- klasy cegieł budowlanych :15, 10, 7.5 [MPa] (nasiąkliwość 6 - 20% ), 5 [MPa]; (nasiąkliwość 6 - 22%)

-nasiąkliwość powinna być odpowiednio duża, aby zapewniać ścianą dobrą izolację (wysoką porowatość).

-nasiąkliwość nie powinna być za wysoka (wówczas budynek przestaje wytrzymały na czynniki atmosferyczne), nie można zachować dobrej wytrzymałości mechanicznej.

Pod pojęciem mrozoodporności rozumie się ilość cykli jaka jest niezbędna by zniszczyć próbkę (badany materiał jest nasiąknięty wodą, po czym mrozi się go w temperaturze -10oC,, po czym następuje proces rozmrażania i kolejnego zamrażania, takich cykli powinno być 20) Powtarzalność procesów powinna odbywać się do zniszczenia próbki.

Surowce nie powinny zawierać skupisk margi oraz rozpuszczonych soli, gdyż powoduje to znaczny wzrost objętości.

65. Podział ceramiki budowlanej z uwagi na jej zastosowanie:

  • Wyroby ścienne: np. pełna cegła budowlana, drążona lub bloki wielocegłowe;
    • Wyroby okładzinowe: np płytki elewacyjne, podłogowe, ścienne;
    • Wyroby stropowe: np. dachówki;
    • Wyroby specjalne: np. kanalizacyjne.
    • Wyroby melioracyjne: np. rurki, sączki;

Podział ze względu na porowatość:

  • Nieporowate: kamionkowe, klinkierowe, leizna wapienne;
  • Porowate: kruszywa sztuczne, garncarskie, ceglarskie, kaflarskie;

Odporność na działanie zasad oraz kwasów.

Odporność na czynników pochodzenia mechanicznego - uderzanie, ściskanie.

Odporność na gwałtowne różnice temperatur (szkliwo, materiały ogniotrwałe) - proces mrozoodporności.

Badanie cech zewnętrznych: barwa, białość wyrobów, przeświecanie.

66. Surowce używane do wyrobów ceglarskich powinny być pozbawione:

Margle i wapienie pod postacią wtrąceń siarczanów rozpuszczonych w środowisku wodnym (Na2SO4, MgSO4),ujemny wpływ rozpuszczalnych siarczanów sprawia, że tekstura materiału jest niszczona , złuszcza się. Aby temu zapobiec dodaje się CaCl2 lub BaCO3, który to nadaje siarczanom rozpuszczalnym nierozpuszczalność w wodzie BaSO4.

Substancji pochodzenia organicznego; stan skupienia CaCO3; wolny CaO w wypalanym materiale reaguje z wilgocią, powstaje wodorotlenek, rośnie objętość kryształków średnio o 53% co sprawia że powstały materiał odpryskuje lub pęka.

Sole rozpuszczalne mają możliwość krystalizacji, co jest przyczyną pękania cegieł.

67. Materiały ogniotrwałe

Materiały budowlane w ceramice, które posiadają ogniotrwałość zwykłą odpowiadającą przynajmniej stożkowi pirometrycznemu 150 (Tt=1500oC) są stosowane do pieców ceramicznych. Użytkownicy materiałów ogniotrwałych to przemysły: metali nieżelaznych (cynku oraz miedzi), hutnictwo Hutnictwo przemysł metalurgiczny. Gałąź przemysłu przetwórczego, obejmująca produkcję metali z rud (także ze złomu) oraz ich plastyczną przeróbkę w walcowniach i kuźniach. Obejmuje hutnictwo żelaza... Czytaj dalej Słownik geograficzny stali oraz żelaza (50% minerałów), ceglarski oraz szklarski. Materiały posiadające odporność prze działaniem czynników zewnętrznych (w stanie gazowym lub ciekłym), nieprzewidzianych zmian lub różnic temperaturowych. Materiały należy dobrać indywidualnie, nie odznaczają się one uniwersalnym stosowaniem, ze względu na dość wysokie koszty należy zwrócić uwagę na aspekt ekonomiczny.

68. Moduł hydrauliczny:

Definiuje się jako stopień czystości dla surowców wapniowo-węglanowych:

MH jest ilorazem procentowej zawartości tlenku wapnia do procentowej ilości dodatków (% SiO2 + % Al2O3 + % Fe2O3). Wartość MH powinna zawierać się w zakresie 1,7- 2,4, ponieważ zbyt mała ilość CaO powoduje, że otrzymanie wysokozasadowych żelazianów, glinianów jest nie możliwe, a wytrzymałość mechaniczna byłaby niewystarczająca. Zbyt wysoka wartość MH sprawiłoby, że Ca występowałoby w wolnej postaci, co powodowałoby spękanie betonu.

Moduł krzemianowy - (od 1,7 do 3,5); K = %SiO2 / % (Al2O3 + Fe2O3)

Moduł glinowy - (od 1,0 do 3,0); MG = %Al2O3 / %Fe2O3

Zastosowanie modułów: wielkości liczbowe są identyczne dla mieszanki surowców jak i dla gotowego wyrobu (pod warunkiem, że podczas spiekania nie nastąpi zmiana). Do wad modułów zalicza się pominięcie składu fazowego) Skład fazowy: SiO2 ( S ); CaO ( C ); Fe2O3 ( F ); Al2O3 ( A ).Mikroskopowe badania wykazały dwa składy fazowe dla cementu portlandzkiego: C3S (alit), C2S (belit) oraz faza wypełniającą - celit.

69. Spoiwa (masa, zaczyn, beton, zaprawa, materiały wiążące)

Spoiwami nazywa się sproszkowane materiały ceramiczne, które mają za zadanie związać w budownictwie tworzywa stałe (gips, wapno palone, betony). Spoiwa po rozrobieniu z wodą dają zaczyn (ciastowatą masę), który wraz z upływem czasu gęstnieje i twardnieje. Zaczyny nadają się doskonale do sporządzania zapraw, ze względu na zdolność wiążącą inne materiały sztuczne oraz mineralne.

Masa betonowa jest mieszanką wody, spoiw, gruboziarnistego (żwir) oraz drobnoziarnistego kruszywa.

Beton jest kompozytem będącym tworzywem sztucznym powstałym w wyniku związania oraz stwardnienia masy tonowej (powstające wiązanie daje utratę płynności zaczynu, powstaje masa betonowa, aż do całkowitego zestalenia).

Twardnienie jest to różnica między wytrzymałością materiału, wynikająca ze stwardniałego zaczynu , jest zaprawiana aż do otrzymania maksymalnej, końcowej wytrzymałości (w przypadku zaprawy utwardzanie trwa 28 dni)

Twardnienie w powietrzu to proces, w którym po stwardnieniu materiału wyrób jest w bardzo małym stopniu odporny na wodę (np. zaprawy wapienne)

Twardnienie w wodzie można obserwować w materiałach hydraulicznych, odpornych na działanie wody (jak np. cement portlandzki).

70.Surowce, które stosuje się do otrzymania szkła:

SiO2 (będący zasadniczym surowcem dla przemysłu szklarskiego) zostaje dodany do zestawu jako piasek szklarski. Zależnie od rodzaju szkła dodaje się go w ilości z zakresu 70-85%. Ważne jest aby pisaki szklarskie posiadały minimalną ilość substancji barwiących oraz aby kształt ziaren nie był ani nazbyt duży, gdyż utrudni to topnienie, ani za mały, gdyż wtedy materiał będzie miał skłonność do rozpylania oraz tworzenia grudek. Najbardziej pożądaną frakcją jest średnioziarnista o rozmiarach ziaren 0,1-0,315mm i kształcie ostrokrawędzistym, gdyż ułatwia to reagowanie z innymi składnikami. Aby otrzymać bezbarwne szkło należy wzbogacić piasek poprzez usunięcie zanieczyszczeń w sposób mechaniczny (chemicznie lub flotacyjnie).W celu wzrostu odporności chemicznej oraz wytrzymałości na rozciąganie, zginanie oraz uderzenia wprowadza się B2O3 w postaci boraksu Na2B4O7 lub kwasu borowego: H2BO3, które ułatwiają topnienie szklanej masy, a także minimalizują współczynnik rozszerzalności cieplnej. Po dodatku do zestawu Al2O3 pod postacią skaleni sodowo-wapiennych znacznie polepszają się niemal wszystkie właściwości, zwłaszcza techniczne oraz mechaniczne, zatrzymując zjawisko krystalizacji, utrudniając topnienie i pozbycie się gazu z masy szklanej. Na2O dodaje się jako sodę krystaliczną Na2CO3. Rozróżnia się sodę lekką oraz ciężką, będącą dość aktywnym topnikiem, zmniejszającym odporność na substancje chemiczne oraz właściwości mechaniczne. Dodatek K2O jako potaż K2CO3 minimalizuje lepkość wpływając korzystnie na właściwości dielektryczne. CaO wprowadzone pod postacią dolomitu lub CaCO3 stabilizuje i znacznie poprawia warunki procesu topnienia.

71. Przygotowanie substancji będącymi surowcami do otrzymania ceramiki właściwej:

  • magazynowanie odpowiedniej ilości surowców zapewniając przy tym ciągłość produkcji;
  • rozdrobnienie surowców przy jednoczesnym skutecznym ich mieszanie.

72. Metody służące do zdobienia materiałów porcelanowych:

Są dwie główne metody: plastyczna oraz barwienia: Ta pierwsza polega na nanoszeniu powierzchnię materiału wzorów wypukłych albo wklęsłych, tzw.: reliefów. Większe zastosowanie odnajduje obecnie zdobienie barwne, czyli barwienie szkliw poprzez nanoszenie barwnych wzorów, mas i rysunków:

  • podszkliwienie -w przypadku fajansu;
  • naszkliwienie - w przypadku porcelany;
  • wszkliwienie.

73. Cementyt portlandzki i jego zastosowanie:

Cementyt portlandzki uważany jest za najważniejszy materiał używany w budownictwie. Swoje zastosowanie typowo budowlane odnajduje przy przygotowywaniu betonów, zapraw, materiałów azbestowo cementowych oraz prefabrykowanych (jako instalacje wodno-kanalizacyjne, czy krycia dachów )

74. Cement hutniczy

Pod względem metod produkcyjnych oraz niezbędnych przy tym materiałów do uzyskania cementytu hutniczego można podać następującą klasyfikację na cementy:

portlandzkie,

krzemionkowe,

zawierające dodatki hydrauliczne.

Cementy z dodatkami hydraulicznymi w swej grupie zawierają interesujący nas cement hutniczy. Produkuje się go z zgranulowanego przez szybkie obniżenie temperatury żużlu powstałego w wielkim piecu, który wykazuje widoczne cechy hutnicze. Tak otrzymany żużel miesza się z klinkierem i poddaje przemiałowi. Owy żużel powinien zawierać następujące składy tlenków: 10 - 22%, Al2O3 oraz więcej niż 40% CaO. Skład cementytu hutniczego może być bardzo różnorodny, zawiera on zwykle blisko 25% żużlu wielkopiecowego i ma wyższą odporność chemiczną przy niższym cieple wiązania względem cement portlandzkiego.

75. Definicja szkła

Cześć substancji stopionych, które ulegają krystalizacji podczas topienia i zwiększają regularnie swoją lepkość określa się mianem szkieł. Inne pojęcie przedstawia szkło jako przypadkową substancję pochodzenia organicznego lub nieorganicznego, która podczas oziębiania w sposób ciągły przechodzi ze stanu cieczy do stanu lepkiego, a jej lepkość jest wyższa niż od 1013 puazów.

76. Najważniejsze właściwości szkła:

Szkło ma własności charakterystyczne dla stanu pośredniego między cieczami krystalicznymi a cieczami, tzn :

  • niska wytrzymałość na rozciąganie, zawierająca się w granicach 3 - 7 kg/mm2 (hartując materiały można uzyskać około 30kg/mm2),
  • przeźroczystość (nie ma wad w mikrostrukturze dla wymiarów zbliżonych z długością fali dla światła widzialnego),
  • kruchość (bardzo duża wytrzymałość w przypadku ściskanie , w zakresie 60-1200kg/mm2, niewielka wytrzymałość uderzania oraz zginanie ),
  • nie mają ściśle określonej temperatury topnienia (przemiana między stanami ciekłym i stałym odbywa się w sposób ciągły),
  • łatwość koloryzowania szkła w różnych barwach,
  • niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wynoszący w przypadku zwykłych szkieł 50-100E7,
  • mała przewodność cieplna z zakresu 0,7 - 1,3 kcal/m2hC,
  • niewielka odporność na trwałe zmiany temperatury,
  • niezła izolacja Izolacja uniemożliwienie krzyżowania się osobników populacji, co powoduje brak przepływu genów między nimi. Z czasem prowadzi to do różnicowania się puli genowej dwóch grup pierwotnie należących do jednej... Czytaj dalej Słownik biologiczny akustyczna,
  • nienajlepsze przewodnictwo elektryczne.

77. Wyroby oraz nienormowane wyroby ogniotrwałe

Materiały ogniotrwałe można sklasyfikować wyroby:

  • Posiadające konkretny kształt geometryczny, jako przykład można podać: płytkim prostaki , cegły - mają wszystkie kąty po 90o oraz naprzeciwległe ściany równoległe, kształtki nie spełniają wymienionych kryteriów;
  • Nieformowane, zalicza się do nich materiały, mające za zadanie łączenie wyrobów oraz masy ogniotrwałej, ubijanie form włóknistych, odlewniczych użytkowanych jako instalacje cieplne.

78. Ceramika techniczna:

Pod ta nazwą kryją się wyroby charakteryzujące się charakterystycznymi własnościami, które powstają podczas używania nietypowych metod technologicznych, np.: płytki służące do nanoszenia drobnych układów elektronicznych lub filtry.

79. Różnice pomiędzy fajansem, porcelana a półporcelaną:

Porcelana jest biała, cienka i twarda, nie nasiąka, nie prześwituje, nie jest w stanie też być przepuszczalną dla gazów czy cieczy, ma lepszą wytrzymałość mechaniczną niż fajanse, bardzo dobrą budowę o drobnych ziarnach. Produkty z porcelany wypala się na biskwit w niższych temperaturach (nie gwałtownie), zaś materiały fajansowe na biskwit w wyższych temperaturach (bardzo gwałtownie).

Fajans może mieć barwę od białej po kremową, jego nasiąkliwość wacha się w granicach 5 -15%, jest nieszkliwiony, nieprzeświecalny i grubszy od porcelany, może być stosowany jako filtr, jest lżejszy od porcelany i ma zastosowanie jako szkliwa niskotopliwe.

80. Główne wymagania dla piasków szklarskich

Ważne jest aby pisaki szklarskie posiadały minimalną ilość substancji barwiących zwłaszcza Fe. Nie powinny mieć w sobie substancji ilastych, gdyż wpływają one na powstawanie na szkle smug.. Ważne jest, aby kształt ziaren nie był ani nazbyt duży, gdyż utrudni to topnienie, ani za mały, gdyż wtedy materiał będzie miał skłonność do rozpylania oraz tworzenia grudek. Najbardziej pożądaną frakcją jest średnioziarnista o rozmiarach ziaren 0,1-0,315mm i kształcie ostrokrawędzistym, gdyż ułatwia to reagowanie z innymi składnikami. Aby otrzymać bezbarwne szkło należy wzbogacić piasek poprzez usunięcie zanieczyszczeń w sposób mechaniczny (chemiczni lub flotacyjnie).

81. Produkty wchodzące w skład materiałów ogniotrwałych szamotkowych

- gliny ogniotrwałe, szamot, wyroby schudzające. Ogniotrwałe gliny prosto z magazynu przechodzą przez suszarki poziome bądź pionowe, poprzez obrotową trafiają do zbiornika gdzie glin ogniotrwałych są zmielone. Szamot oraz surowce schudzające przechodzą do magazynu, po czym w kierunku kruszarki szczękowej, do młynów typu kulowego i poprzez przesiewacz do zbiorników odpowiedzialnych za zmielenie surowców schudzających.

Następnym etapem produkcji jest przyrządzenie masy plastycznej (proces zachodzi w mieszadle dwuwałowym, a masa stopniowo przemieszcza się do prasy ślimakowej, aby zostać ostatecznie uformowana na prasach mechanicznych, często ręcznych) i sypkiej (co zachodzi w mieszadle Eurecha albo w kółogmocie mieszającym, formuje się w hydraulicznych prasach lub ciężkich medianach, następnie już uformowane wyroby kierowane są do suszarki tunelowej albo komorowej skąd wyroby są poddawane sortowaniu oraz magazynowanie).

Zastosowanie materiałów ogniotrwałych:

  • przy budowie pieców przemysłowych, które pracują w podwyższonych temperaturach ,
  • urządzeń mające na celu przeprowadzenie specyficznych operacji technologicznych (np. postawienie murów kadzi lub stalowniach)
  • przygotowanie lejów oraz słupów za pomocą syfonowemu procesowi odlewania stali (głównie przeznaczona dla przemysłu hutniczego).

Dla gałęzi metali nieżelaznych przy zastosowaniu materiałów ogniotrwałych w odniesieniu do 1 tony jest bardzo duże. Czas w jakim pracują te maszyny to od kilku minut do nawet kilku lat.

82. Wapno palone

Przy produkcji jako surowce używane są skały wapienne o wysokiej zawartości CaCO3 (>93%) , przykładowo wapień krystaliczny, muszlowy, zbity lub kreda. Materiały te powinny być niezwykle czyste, o minimalnej zawartości domieszek (substancje ilaste, kwarc, dolomity), wpływają one bowiem znacząco na jakość wapna (5-8% dodatków). Produkcja polega na ogrzaniu przy warunkach umożliwiających całkowity rozkład węglanu wapnia powyżej temperatury 898*C (CaCO3ðCaO + CO2).

Podczas procesu rozkładu masa ubywa średnio o 44% a objętość między 10-12% co daje dużo porów w powstałym materiale. Należy poddać materiał rozdrobnieniu i wypyleniu. Większe bryły są poddawane procesowi wypalania w piecach szybowych, mniej zanieczyszczone wyroby wędrują do pieca ogrzewanym gazem, a małe bryły do pieców obrotowych. Cech powstałego wapna zależne są od temperatury:

za wysoka - produkt nieznacznie może łączyć się z wodą, gaszenie wapna to proces silnie egzotermiczny (l kg CaO daje 277 kcal ciepła).Zależnie od udziału wody zużytej otrzymujemy różne produkty:

- wapno gaszone w sposób suchy (hydratyzowane) mające postać proszku, 70% wody

- ciasto wapienne o udziale 50% wody

-mleko wapienne (mające konsystencja śmietany)

Jakość wapna jest precyzowana za pomocą wydajności procesu gaszenia, czyli ilości kg ciasta wapiennego, jakie można uzyskać z l kg CaC03, także szybkością gaszenia (jeśli szybko gaszące to czas mniejszy niż 15 minut daje powstaje wapno tłuste, umiarkowanie szybko gasnące przy czasie 15-30 minut, natomiast wapno półtłuste, bądź wapno gaszone dla czasu wyższego niż 30 minut).

83. Ceramika szlachetna

Wyroby o cienkich ścianach wypalają się na barwę białą (również brane pod uwagę materiały porcelanowe oraz fajansowe). Te materiały mają tym większą szlachetność im cieńsze są ściany po wypaleniu. Posiadają złożone kształty i są szeroko zdobione.

90. Cementownia Nowiny

Cementownia posiada dwie części. Cementowni "Nowiny 1" oraz "Nowiny 2". W pierwszej z nich produkuje się cement metodą suchą, a w drugiej metodą mokrą, polegająca na tym, że przemiał wyrobów następuje wraz z wodą, powstaje tzw. szlam zawierający ok. 35% wody przekazywany dalej do pieca. Po odparowywaniu wody może on się wiązać z wyższym zużyciem energii (ok. 1600kcal). Metoda sucha jest bardziej ekonomiczna. Zakład jest w posiadaniu dwóch linii produkcyjnych, produkujących 1750 ton klinkieru w ciągu dobę. W zakładzie stosuje się surowce pochodzące z własnego kamieniołomu. Należą do nich łupki dewońskie, wapienie dewońskie, margle oraz glinokrzemiany i pyły pochodzące z Huty Częstochowa zawierające Fe, obniżające temperaturę wypalania. Otrzymane surowce przekazywane są dalej, są do kruszarek młotkowych (gdzie frakcja Frakcja wielkość materiału okruchowego, z którego zbudowana jest skała. Wyróżnia się cztery główne frakcje, będące jednocześnie podstawą podziału skał okruchowych na poszczególne typy. Są to:... Czytaj dalej Słownik geograficzny to ok. 50mm), następnie następuje ważenie oraz zestawienie surowcowe ze spisem ilościowym. Jednym z ostatnich etapów jest zsypywany do młynów kulowych o dł. 12m posiadających czytniki akustyczne. Ujednorodnienie następuje w specyficznych silosach. Górna część silosu ma temperaturę ok. 500ºC, zachodzi pneumatyczne mieszanie tzw. mąki surowcowej, która po wymieszaniu opuszcza tą część silosu przechodząc do dolnej, gdzie odbywa się podniesienie temperatury do 800 - 9000ºC. Zachodzi proces rozkładu wapnia -kalcynacja . Mąkę surowcową przekazuje się do pieca i wypala przy temp. 1450ºC. Używa się do tego pieca obrotowego, dającego podczas wypalania 3 podstawowe surowce klinkieru: krzemian dwuwapniowy, trójwapniowy oraz glinian wapniowy. Po usunięciu z pieca klinkier zostaje schłodzony za pomocą chłodnic z wentylatorami, spełniającymi rolę transportującą ciepło zawracając je z powrotem ku piecowi. Zmielenie klinkieru z gipsem daje cement. Regulatorem czasu decydującym o wiązaniu cementu jest gips, którego zawartość w cementycie wynosi 3 - 5%. Głównymi marki produkowanego cementu są : 42SR oraz 32SR. Otrzymuje się także cement specjalny, cement hutniczy z małą zawartością żużlu lub cement z dodatkami.

84. Cechy charakteryzujące porcelanę

  • biała barwa, przeświecalny,
  • spieczony czerep,
  • nasiąkliwość (mniejsza niż 0,3%),
  • duża wytrzymałość median, (większa od fajansów),
  • bardzo trwała przy jednoczesnej kruchości,
  • zdobnictwo na szkliwie,
  • czerep nie przepuszcza gazów ani cieczy,
  • cienkościenne,
  • tekstura drobnoziarnista .

Rodzaje:

  • twarda wypalana w zakresie temperatur 1350-1410ºC
  • miękka wypalana w zakresie temperatur 1250-1320ºC

Porcelanowe materiały wypala się na biskwicie w temperaturze poniżej temperatury ostrej, fajansowe na biskwit powyżej temperatury na ostro.

85Rodzaje materiałów wiążących na bazie siarczanów:

Substancje wiążące wytwarzane są z kamienia gipsowego (CaSO4+2H2O) albo anhydrytu CaSO4. W układzie (CaSO4 + H2O) rozróżniamy dwa warianty uwodnienia siarczanu wapnia, tzn.: gips półwodny CaSO4+ 0,5 H2O oraz dwuwodny gips CaSO4+2H2O, jak również trzy warianty bezwodnego CaSO4 czyli anhydrytu: I, II, III. Pierwszy z wymienionych gipsów oraz anhydryt III znane są w dwóch rodzajach a i b. Produkty najwyższej rangi: gipsy palone (gips bud., modelowy sztukatorski), gipsy o dużej trwałości, cement anhydrytowy ( powietrzny materiał wiążący, w którego skład wchodzi przede wszystkim bezwodny siarczan wapnia i dodatki, inaczej nazywane aktywatorami, którymi są: wapno palone, granulowy żużel wielkopiecowy dolomit Dolomit 1. Minerał skałotwórczy, węglan wapnia i magnezu CaMg(CO3)2, o twardości minerału 3,5-4 i gęstości 2,9 g/cm3. 2. Skała osadowa pochodzenia chemicznego, morskiego powstała przez zastąpienie wapnia... Czytaj dalej Słownik geograficzny palony), gips strychowy (uzyskiwany w wyniku wypalania w temperaturze 800-1000oC gipsu lub anhydrytu i późniejszego zmielenia tego produktu. W jego skład wchodzą: bezwodny siarczan wapniowy oraz CaO - będący tu aktywatorem), zaprawy wapienno gipsowe.

86. Opoczno

Odważanie składników wraz z wodą, leiwo zbiorniki ujednorodniające homogeniczność leiwa do urządzenia takiego jak suszarnia rozpyłowa. Surowcem opałowym jest tu gaz ziemny; wilgotność granulatu w suszarni wynosi 6% do silosów aby ujednorodnić ok.24h. Z silosu transportowane na prasę gdzie formuje się wybrany kształt płytek. Prasa jest po ciśnieniem, ciśnienie 190 barów ma płyta podłogowa. Po zakończeniu suszenia wykonuje się szkliwienie, następnie wypala się przez 52 minuty w temperaturze 1170oC. Płytka ścienna po wysuszeniu, wypalana na biskwit, następnie szkliwiona i ostatecznie wypalana na ostro. Płytka podłogowa, pobiałko nanosi się za przy użyciu pistoletu , a szkliwo za pomocą dysku. Zanim na płytkę będzie nadrukowany wzór smaruje się ją utwardzaczem, żeby nadruk lepiej się prezentował. Do drukowania używana jest drukarka płaska - wzór ustala się dzięki sztodnikowi. Na wierzch płytki rozrzucany jest granulat "szkliwo", które się rozprasza w chwili nanoszenia kleju przez drukarkę po czym przykleja się (wtapia). Nadmiar granulatu zostaje zdmuchnięty przez dmuchawę. Dla ochrony przed starciem, każda płytka zostaje białkowana.

Szkliwienie krawędzi płytki ,analogicznie: woda, pobiałko, szkliwo.

Czas i temperatura wypału dla różnych rodzajów płytek:

  • płytka ścienna w temperaturze 1170oC, 53 minuty
  • płytka podłogowa w temperaturze 1130oC, 32 minuty
  • biskwit w temperaturze 980oC 32 minuty.

87. "Cermegad" - Zakład Ceramiki Budowlanej

Iły trzeciorzędowe są dominującymi surowcami do wyrobu ceramiki budowlanej. Składnikami pomocniczymi są gliny oraz popioły lotne z nieodległej elektrociepłowni. Magazynowanie ma miejsce w zasilaczach skrzyniowych. Szacowanie wielkości jest objętościowe. Surowce, z których wykonuje się mieszankę, przesyłane są do gniotowników kołowych dzięki przenośnikom taśmowym. Dalsze rozdrabnianie zachodzi na dwóch prasach o gładkich walcach. Wydostający się z nich materiał trafia na sita. Odbierana z nich mieszanka jest dzielona na dwie części: jedna z nich jest wysyłana na linię produkcyjna, a pozostała część trafia do magazynu gdzie zachodzi jej homogenizacja, ujednolicanie oraz wyrównanie wilgoci. Po upływie tygodnia przesyłana jest do przecieraka sitowego, skąd później do zasilacza bębnowego. Kolejnym etapem jest nadawanie kształtu w prasie próżniowej. Wydostające się z prasy pasmo masy jest przycinane ucinaczem obiegowym. Produkty, które już zostały uformowane układa się w łatach, a te na wózkach suszarnianych, które wjeżdżają do suszarni tunelowej gdzie temperatura mieści się w przedziale 50- 900oC, a wilgotność 90- 95%. Suszarnia jest ogrzewana ciepłem z pieca. Przy suszeniu bardzo ważna jest prędkość odprowadzania wilgoci. Jeśli nie zadba się aby to odprowadzenie było równomierne może dojść do popękania wyrobu. Później półfabrykaty przesyłane są na ustawniki i układane na wózkach piecowych. Wilgotność suszonego materiału nie powinna przekraczać 0,6%. W piecach tunelowych następuje wypalanie, temperatura wypału wynosi 800- 9000oC. Wyróżnia się trzy strefy w piecu:

  • podgrzewania;
  • wypału;
  • studzenia.

W piecu może znajdować się 55 wózków (co daje około 130m długości pieca).Na innej linii produkcyjnej mniejsze wyroby wypalane są w piecu o długości ok.56m. Opis procesu technologicznego różni się w bardzo niewielkim stopniu. Różnica polega tylko na tym, że do ucinania pasma wykorzystywany jest ucinak gilotynowy, zaś komór w suszarniach jest 40 i są w stanie pomieścić 13 wózków. Firma "Cermegad" zajmuje się głównie produkcja wyrobów ściennych jak: pustaki termoizolacyjne "Megoterm" , cegła pełna drążona, pustaki ścienne modularne, cegła kratówka K1 - M, K2 - M. Zakład wyposażony jest w laboratorium, gdzie wykonuje się badania nad właściwościami wyrobów, m.in. bada się skurczliwość, wytrzymałość na ściskanie, po suszeniu i wypaleniu, mrozoodporność, nasiąkliwość.

88. Huta szkła w Jaroszowcu

W wyniku stopienia mineralnych związków chemicznych jak: piasek (SiO2), dolomit, wapień i związki potasu, otrzymuje się substancję nazywaną szkłem, która w efekcie ochłodzenia, podwyższa stopniowo lepkość co nadaje jej mechaniczne właściwości jak ciału stałemu. Szkło jest substancją odznaczającą się właściwościami pośrednimi między ciałami krystalicznymi (nie ma jednoznacznie określonej temp. top., kruchość, przezroczystość, mała wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i uderzenia a duża na ściskanie) a cieczami. Podstawowymi materiałami do produkcji szkła ornamentowego są: piasek szklarski klasy V, boryt, skoleń, węglan sodu. Do szkła barwnego- branżowego- potrzeba czerni i grafitu. Selen i kobalt nadaję barwę brązową. Po przygotowaniu surowców kruszenie, rozdrabnianie itp. przystępuje się do sporządzenia zestawu czyli mieszanki o stosownych proporcjach. Przygotowany zestaw wrzuca się do agregatu, w którym odbywa się proces topienia. Szkło po stopieniu poddaje się jeszcze paru operacjom: klarowaniu (usuwanie pęcherzyków gazowych z masy szklanej), homogenizacji, urządzeniom formierskim, czy też procesowi odprężania (przepływ we właściwej temperaturze 600 - 2000ºC), krojenia lub pakowania (60% produkcji krajowej).

szkło ornamentowe - szkło upiększane emalią, następnie hartowane

Wanny- funkcjonują w sposób ciągły, dogrzewane elektrycznie; przez wprowadzenie powietrza do wanien, zachodzi przyspieszenie klarowania, co powoduje poprawę właściwości szkła.

Walcarki- kilka sztuk, zapewniają ciągłość pracy wanny przez 4-8 lat. Woda poddawana zmiękczaniu, 32-340ºC, po schłodzeniu w basenie ponownie wykorzystywana- jest w ciągłym obiegu. Każda wanna posiada komin (komin x2). Dowolna wanna może pracować z dowolnym kominem. Co pewien odcinek czasu (30min.) następuje rewersja- zwrot ruchu powietrza oraz gazu.

89. Huta im. T. Sendzimira:

Na terenie huty T. Sendzimira znajduje się przedsiębiorstwo materiałów ogniotrwałych. Jest ściśle związane z hutą zaopatrując ją w potrzebne produkty. Należą do nich m.in. wyroby dolomitowe. Surowce są dobierane w zależności od rodzaju wyrobów:

  • wyroby magnezytowe
      • surowce: magnezyty topione, prażone, syntetyczne,
  • wyroby szamotowe
      • gliny ogniotrwałe, szamot, inne
  • wyroby dolomitowe
      • dolomit (podwójne CaO i MgO ), lepiszcze Lepiszcze spoiwo, cement. Składnik skały powodujący wiązanie okruchów i ziaren, i przekształcenie skały okruchowej luźnej w skałę okruchową zwięzłą (np. piasek w piaskowiec, żwir w zlepieniec, muł... Czytaj dalej Słownik geograficzny (specjalnie sporządzanie mieszanina iłowa).
  • inne surowce: koks, klinkiery

Podczas procesu produkcji można wyróżnić kilka etapów: od mieszania, poprzez podgrzewanie surowców powyżej temperatury wrzenia, po formowanie oraz wypalanie. Spore kawałki surowców są rozdrabniane w kruszarkach szczękowych. Potem rozdrobnione już kawałki są suszone w suszarniach i podawane na sita wibracyjne, na których są przygotowywane potrzebne frakcje ziarnowe. Następnie przesiane surowce trafiają na suszarkę stożkową. Jeśli magnezyt ma wolne wapno poddaje się go mieszaniu i ogrzewaniu, żeby wapno związało. Tak przygotowana frakcję przewozi się do zbiorników aby ja przemiarować. Przekazanie surowców do mieszalników (kulogniotów).

Sporządzanie masy formierskiej lub sypkiej-gotowej do użycia. Rozróżnia się masy do torkretowania, ubijania, zaprawy, masy formowane po zmieszaniu uzupełnia się lepiszczem lub innymi dodatkami (żywice dodaje się do masy magnezowej, a ług do wyrobów palonych). Masa jest przenoszona do formowni, gdzie nadaje się wyrobom kształt. Jest kilka rodzajów wyrobów: magnezytowo chromitowe, magnezytowe wypalane, spinelowe, magnezytowe, magnezytowe chromitowe wiązane chemicznie, magnezowo węglowe. Nadawanie kształtu ma miejsce na kilku rodzajach pras. Po czym wyrób jest przenoszony do suszarni tunelowych, gdzie temperatura jest odpowiednio ustawiona ( magnezowo-węglowa z żywicą o temperaturze 180 - 2000ºC, wiązane chemicznie bądź do wypalania 2000ºC). Następnie wyrób jest rozładowywany z wózków suszarnianych, po czym w zależności od wyrobu wykonywana jest kontrola jakości i pakowanie. Kilka z produktów potrzebują wypalenia w piecu tunelowym mającym długość bliską 110m w temperaturze 15000ºC. .Niektóre po wypaleniu potrzebują obróbki np.: materiały do pieców obrotowych, procesu prażenia cementu muszą posiadać odpowiednie wkładki dylatacyjnych, innym przykładem są płyty ślizgowe do suwnic, wymagające wywiercenia otworów. Potem kontroluje się je i pakuje jak wyżej. wyroby PMO używane są w cementowniach, hutnictwie stali, metali nieżelaznych, odlewnictwie (mieszalniki surówki, kadzie stalownicze, konwektory tlenowe, piece służące do energicznego prażenia wapnia, piece anodowe w przemyśle miedzianym, piece obrotowe, piece elektryczne, odlewnie).

Materiałem do produkcji wyrobów dolomitowych jest dolomit uzupełniany preparowaną mieszanina smołowa.

Rozkruszenie dolomitu w kruszarkach szczękowych jest pierwszym etapem w produkcji. Potem rozdrobniony materiał jest płukany w wodzie. Następnie dolomit zostaje wypalony w piecu obrotowym, czego produktem jest klinkier. Klinkier poddaje się mieleniu w młynach i ogrzewany w zbiornikach. Następnie preparuje się masę z dodatkiem lepiszcza. Wszystkie te czynności wykonuje się na gorąco, formowanie masy następuje przy użyciu prasy hydraulicznej. Tak pozyskany wyrób zostaje ulepszony termicznie w temp. 3000ºC, aby nie zmięknął. Na koniec wyroby zostają zafoliowane na paletach (wynika to z ich właściwości higroskopijnych) i magazynowane.