усередині матеріалу від центральних шарів до поверхні матеріалу (внутрішня дифузія) і випаровування вологи з поверхні матеріалу в зовнішнє середовище (зовнішня дифузія). Інтенсивність внутрішньої дифузії тим вище, чим більше градієнт вологості, температури і тиску на поверхні і в центрі вироби. Якщо температура матеріалу в центрі перевищує температуру його поверхневих шарів (наприклад, при сушінні парозволоженням цегли), то градієнт температури сприяє процесу сушіння, в іншому випадку він пригальмовує просування вологи з внутрішніх шарів до зовнішніх. Градієнт тиску виникає в матеріалі при перемішуванні «дзеркала випаровування» вологи у внутрішнє шари, де створюється надлишковий тиск водяної пари [3].
Інтенсивність зовнішньої дифузії тим вище, чим вище температура, швидкість і нижче вологість теплоносія. Невідповідність між внутрішньою і зовнішньою дифузії з випередженням останньої обумовлює перепад вологовмісту у виробах і відповідний перепад усадочних деформацій: поверхневі шари висушуються швидше і мають велику усадку, ніж внутрішні. Це призводить до виникнення в період сушіння розтягуючих напружень в поверхневих шарах в стискають напруг у внутрішніх і, у разі перевищення межі міцності матеріалу, -к появи сушильних тріщин в поверхневих шарах.
Усадкові деформації припиняються, коли вологість маси знизиться до критичної, яка для пластичних глин становить 10-20%, для каолінів - 25-30%, при цьому тверді частинки матеріалу, що переміщаються в процесі сушіння під впливом капілярних сил, входять в зіткнення між собою і подальше їх переміщення практично припиняється. Для цегли пластичного формування усадочні деформації незначні при вологості 16-16% і повністю припиняються при вологості 10-12%.
По досягненні критичної вологості починається другий період сушіння - період падаючої швидкості. У цей період у внутрішніх шарах внаслідок триваючого процесу їх сушіння і появи «недопущеної» усадки виникають розтягують напруги, які можуть призвести до появи третин всередині виробу. Другий період менш небезпечний щодо утворення тріщин; його можна інтенсифікувати, подріб параметри теплоносія.
Тріщиностійкість висушуваних виробів залежить від властивостей матеріалу і від режимних факторів. Підвищити тріщиностійкість виробів при сушінні можна, збільшуючи міцність і розтяжність сирцю введенням тирси, високопластичних глин, добавок гіпсу і ПАР; вакууміроваііем глини, підвищуючи коефіцієнт влагопровідності матеріалу отощенія маси і введенням ПАР; знижуючи усадку маси добавкою отощітеля; збільшуючи термодифузію паровим зволоженням і прогріванням глини, що призводить до підвищення обший інтенсивності внутрішньої дифузії; знижуючи коефіцієнт влагоотдачи зрошенням мундштука преса влагозадержівающая складами і застосовуючи накатку сирцю з ущільненням поверхневих шарів, що призводить до зменшення інтенсивності зовнішньої дифузії; підвищуючи парціальний тиск водяної пари теплоносія його циркуляцією [2].
5.3 Процес випалу
При випалюванні відбуваються складні фізико-хімічні процеси в глиностворюючих мінералах, домішках, що містяться в глинах, і добавках.
При нагріванні до 200 ° С відбувається досушка вироби і видалення фізично зв'язаної води. При подальшому підвищенні температури до 300-400 ° С відбувається окислення органічних домішок добавок, виділення летких і їх згорання. Вигорання коксового залишку відбувається при 700-800 ° С. Воно повинно завершитися в період, коли керамічний черепок ще залишається пористим і газопроницаемой, інакше можуть статися деформації і розтріскування виробів.
При нагріванні глинистих мінералів до 500-600 ° С (для каолініту) і до 700 ° С і вище (для інших мінералів) відбувається їх дегідратація з руйнуванням кристалічної решітки і втратою глиною пластичності. При більш високих температурах (до 830- 850 ° С) відбувається розпад глинистих мінералів на первинні оксиди з освітою? - Глинозему і кремнезему. В інтервалі 920-980 ° С? - Глинозем переходить в ? -глінозем і починає утворюватися новий мінерал - муллит: 3Al 2 O 3 · 2SiO 2. Інтенсивність цього процесу збільшується в інтервалі +1000" - 1200 ° С.
Муліт є найбільш цінним кристалічний новоутворенням в керамічних матеріалах, що робить вирішальний вплив на міцність, термостійкість і інші властивості виробів. У гідрослюдистої і монтморіллонітових глинах поряд з МУЛЛИТО в інтервалі 850-1200 ° С утворюються шпінелі, які при 1300 ° С розплавляються в склі. При 1200-1240 ° С відбуваються кристалізація кристобалита з аморфного кремнезему.
Кристобалит перешкоджає спікання глини, знижує термостійкість виробів, розпушує утворюється при випаленні черепок і збільшує його водопоглинання. Шкідлива дія кристобалита може бути ослаблене введенням...
