Разработка состава керамических масс на основе механоактивированных сырьевых композиций для получения санитарно-строительных изделий

Апробация результатов исследования. Результаты исследования обсуждены на 6 конференциях, в том числе 2 международных и 4 республиканских научно-практических конференциях.
Опубликованность результатов исследования. По теме диссертации опубликовано всего 11 научных работ. Из них 5 научных статей, в том числе 4 статей в республиканских и 1 статья в зарубежных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации основных научных результатов докторских диссертаций.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 120 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных литератур, приложений.
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ САНСТРОЙФАЯНСОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


§1.1. Современное состояние керамических масс и санстройфаянсовых изделий на их основе
В настоящее время потребность народного хозяйства и населения в фарфорофаянсовых изделий считается недостаточно обеспеченной. Кроме того, до сих пор остается низким их качество, эстетических вид, а технология производства является наиболее трудно-, топливо- и энергоемким процессом. Весьма высокие требования, предъявляемые к качеству изделий, послужили основанием для создания новых видов изделий, усовершенствования технологии производства, снижения температуры обжига, разработке топливо- и энергосберегающей технологии.
В последнее время основной задачей санстройфаянсовой промышленности республики является улучшение качества выпускаемых изделий. В связи с переходом фарфорофаянсовой промышленности на местное сырье резко ухудшилось качество выпускаемых изделий.
Известно, что многие научно-исследовательские работы посвящены созданию физико-химических основ улучшения качества фарфорофаянсовых изделий.
Как известно, также качественные показатели фаянса, как механическая прочность, термостойкость, белизна, плотность и др., определяются его фазовым составом и структурой. Увеличение в фаянсе содержания кристаллических фаз (муллита, корунда, циркона и кварца), обладающих высокими упругими свойствами, способствует существенному повышению его механической прочности. Более высокая прочность таких материалов объясняется одновременным снижением в них количества стекловидных фаз, обладающих более низкими прочностными характеристиками, а также различием в упругих свойствах стекловидных и кристаллических фаз. Подобные изменения в фазовом составе фарфора также отражаются и на его других свойствах [2, с. 208-212; 3, с.70-71].
Основным сырьем при производстве санстройфаянсовых изделий, входящим в состав шликеров и существенно влияющим на их технологические свойства, в том числе на фильтрацию, являются глины и каолины. Одна из серьезных проблем керамической промышленности -отсутствие высококачественного сырья. В настоящее время, когда практически все высококачественные пластичные материалы (каолин и беложгущиеся глины) оказались за пределами России, особо значимой становится роль российского глинистого сырья. Даже высококачественное глинистое сырье, поступающее на предприятия, обладает определенными колебаниями свойств, которые не могут не отразиться на стабильности технологического процесса и качестве керамических изделий [4, с. 10-13; 5, с. 30-31; 6, с. 23-24].
Для обеспечения высокотехнологичного производства часто используют направленную модификацию свойств сырья - от естественной обработки до интенсивных способов воздействия [4, с. 10-13, 7, с. 16-17].
Наличие в составе глин и каолинов водорастворимых солей (1 - 2,5%), особенно сульфатов кальция, магния или железа, а также хлоридов уменьшают разжижающую способность электролитов, понижают огнеупорность глин, уменьшают интервал спекания и увеличивают усадку, повышают пористость обожженных изделий, понижают прочность и морозостойкость изделий [8, с. 104-106].
Весьма важной характеристикой при определении качества шликера является его гранулометрический состав, зависящий от гранулометрического состава глин и каолинов, которые также не отличаются стабильностью [9, с.121-128].
А.А. Исматовым и др., методами рентгенографии, инфракрасной спектроскопии исследована фарфоровая масса, имеющая в составе обогащенные химическими компонентами вторичные каолины Ангренского месторождения. Имеется сходимость с показателями фарфоровых масс Ташкентского фарфорового завода, однако возникает необходимость более подробных исследований вторичного каолина для улучшения белизны фарфоровых образцов [10, с. 56-61; 11, с. 86-88].
Авторы работ разработали способ изготовления фарфора, имеющего низкий КТЛР. Фарфор получали формованием из смеси состава, мас.%: 70-90 муллитоподобного кордиерита (МК), 10-30 TiO₂ • Al₂O₃ и 10-15 MgO [12-патент, 13, с.15-16; 14-патент].
Смешивали 80% каолина, 13% талька и 7% Mg(OH)₂ и обжигали смесь 5 часов при 1200^оС для получения геля алюмомагнезиального титаната с последовательным обжигом при 1300-1450^оС. Состав МК, мас.%: 50-55 SiO₂ ; 35 Al₂O₃ ; 10-15 MgO. К полученному МК добавляли 20 мас.% TiO₂•Al₂O₃, полиэтилен-гликоль альгинат Na и HCl до получения суспензии СФН-3. Суспензию заливали в гипсовую форму. Полуфабрикат обжигали в электропечи при 1570 К [13, с.16].
В работе предлагается способ получения термо-химически стойкого фарфора для изготовления лабораторных тиглей, домашней посуды, труб для гальванических ванн. Для этого изготовляют сырьевую смесь, содержащую, мас.%: 70-90 каолина, 18-28 калиевого полевого шпата, 0-10 Al₂O₃ , 0-15 огнеупорной глины, 0-4 талька, 4-0 доломита. При помоле смеси добавляют 3,5-4% свинцово-борной фритты, содержащей 40-65% PbO, B₂O₃ в фритте составляет от 1:1,7 до 1:2,5. Например, в шаровой мельнице приготовили мокрым помолом сырьевую смесь, содержащую, мас.%: 14,8 полевого шпата, 0,2 каолина, 10 глины, 2 талька, 2 доломита, причем каолин предварительно обжигали при температуре 1173-1273^оС [15, с.71-78].
В процессе совместного помола в сырьевую смесь добавили предварительно приготовленную в сухой массе сырьевую смесь. Фритту готовили из шихты, включающей, мас. % 28,7 кварцевого песка, 4,6 оксида алюминия, 52,6 свинцового сурика и 14,5 борной кислоты; варили фритту при температуре 1473-1543 К и размалывали до остатка 0-0,5 % на сите 0,06 мм. [16, с. 120-126].
В работе Л.И. Беляева, на основании проведенных исследований, сделан вывод, что допустимым содержанием TiO₂ в марках кварцполевошпатового и полевошпатового сырья для фарфорофаянсовой промышленности следует считать 0,06 % при суммарном содержании оксидов (Fe₂O₃ +TiO₂) не выше 0,7 % [17, с.55-61].
Развитие способа ускоренного обжига фарфора относится к началу 70-х годов. Для достижения постоянства качества продукции состав фарфора должен согласовываться с режимом ускоренного обжига. В специальных фазовых массах с добавками щелочноземельных оксидов жидкая фаза образуется раньше, при более низких температурах [18, с.59-61].
В последнее время многие исследования посвящены совершенствованию технологии изготовления фарфоровых изделий, применению в технологических схемах новых и современных методов и приемов измельчения сырья, приготовления массы, формования изделий, сушки, обжига и декорирования.
В классическом фарфоре кристаллическая фаза представлена муллитом и кварцем. Многочисленными исследованиями [18-28] установлено, что повышение прочности фарфора связано с увеличением содержания муллита, образующего прочный кристаллический каркас. Муллит обладает высокой прочностью, низким КТЛР, высоким модулем упругости и др. В работах Рике указывается на то, что массы с высоким содержанием глинистой составляющей обладают большей механической прочностью по сравнению с массами на основе кварца. Автор связывает это с тем, что черепок с тонкодисперсным муллитом, вследствие незначительной разницы между КТЛР муллита и кварцевого стекла, свободен от структурных напряжений [19, с.9-12].
В работе исследовано влияние аморфного кремнезема на свойства фарфорофаянсовых масс. Кремнезем вводился взамен кварцевого песка с целью повышения белизны изделия. Установлено, что кремнезем повышает плотность и вязкость керамического шликера и уменьшает его склонность к тиксотропии. С помощью дифференциально-термического анализа изучено поведение фарфоровых масс при нагревании, влияние кремнезема на протекание процесса дегидратации глинистых веществ и выделение кристаллической фазы в температурном интервале 500-1100^оС [28, с. 98-102].
Проектирование оптимальной кривой обжига фарфора и скорости обжига ограничены не только кинетикой термической реакции, но и конструктивными особенностями печи: описан упрощенный метод оптимизации режима обжига фарфора или фаянсовой керамики, содержащей стекловидную связку. Весь процесс обжига может быть подразделен на 3 стадии. В процессе нагревания полуфабрикат непрочен и хрупок. Выше 900^оС появляется стеклофаза, количество которой увеличивается с увеличением температуры, а вязкость снижается при температуре спекания. На третьей стадии материал становится прочной, упругой и хрупкой керамикой [29, с.144-147].
Тепловой удар опасен при нагревании, когда мала прочность материала, а при охлаждении – когда имеет место модификационного превращения кварца при температуре 573^оС. Содержание стекла в различных фарфоровых образцах составляет 50-80%, объемное изменение, происходящее за счет перехода кварца из одной модификации в другую, может вызвать рост пескования фарфора даже при размере частиц кварца около 1 мкм. Кривые ДТА, ИТР, НТР позволяют определить критические точки обжига. При нагревании это, прежде всего, 550-600^оС, при охлаждении 550^оС. Охлаждение до 800^оС может идти в режиме закалки со скоростью 380^оС/час. При 600^оС скорость охлаждения снижается до 67 ^оС/час. В тех случаях, когда обжиг необходимо спроектировать заново, целесообразно обжечь в лабораторной печи несколько толстостенных изделий, разместив термопары в толще черепка. Таким образом, выявляют перепад температуры, вызывающей растрескивание образцов [29, с.144-147].
Так, авторами работы предложен способ изготовления дешевых изделий, имеющих низкий ТКЛР, низкую диэлектрическую проницаемость, диэлектрические потери и высокое удельное электрическое сопротивление компонентов. Фарфоровая масса состоит, мас.%: 30-70 муллита, 10-50 SiO₂ и 5-30 двух сортов оксидов щелочеземельных металлов, например, BaO и SrO в соотношении 3/2. Смесь подвергают термообработке, затем измельчают, порошок смешивают со связующим и получают массу, из которой формуют заготовки листов, которые затем прокатывают и спекают [30 патент].
В работе, с целью интенсификации процесса спекания глиноземистого фарфора, исследованы минерализаторы двух серий масс, содержащих моно добавки химических реактивов и природных минерализаторов, а также их двойные комбинации. Установлено, что наиболее перспективными минерализаторами являются доломит, углекислый барий и комплексный минерализатор, представляющий собой смесь углекислого бария и оксида цинка, в ведение которых снижает температуру спекания при сохранении высоких механических и электрических характеристик исходного фарфорового материал [31, с. 18-21]а.
В работе рассмотрены основные стадии однократного обжига: нагрева, выдержки при постоянной температуре и охлаждения в связи с возможностями дальнейшего уменьшения продолжительности обжига. Также рассмотрено применение волластонита вместо мела и тонкоизмельченного кварца и полевого шпата в составе глазури. Приводятся составы масс для скоростного обжига [32, с. 16-18].
С целью повышения белизны изделий, предложенная в работе технология включает следующие операции: фарфоровые заготовки подвергают обжигу при 920-980^оС, наносят ангобирующую суспензию, твердая фаза которой содержит, мас.%: кварцевый песок 54-60; каолин 36-42; глинозем 2; оксид цинка 2, а затем осуществляют нанесение слоя прозрачной глазури с последующим обжигом при 1320-1380^оС, белизна 85-88 [33, а.с.].
По данным, приведенным в работе, способ изготовления переформированных фарфоровых изделий при более экономичном низкотемпературном обжиге (1250-1350^оС) предусматривает использование сырьевой смеси, % из 10-50 каолина и каолина с гранулометрическим составом 65-75 частиц размером ≤8 мкм или смеси 10-50 последнего компонента с 10-20 нефелина [34, патент].
А.С. Власовым и другими при исследовании совершенствования технологии гжельского фарфора, декорированного кобальтовой подглазурной краской, установлено влияние на белизну фарфора дисперсности частиц кварца, режима обжига, сезонного изменения климатических условий. Рассмотрено поведение подглазурной кобальтовой краски в зависимости от состава газов печи, содержания декстрина и толщины красочного слоя [35, с. 18-19; 36, с.12].
Авторами работы, с целью повышения белизны фаянса при удешевлении продукции, в способе, включающем роспуск глины и каолина, измельчение кварцевого песка, пегматита и фарфорового боя с последующим мокрым совместным помолом всех компонентов, обезвоживание суспензии, вакуумирование, формование, сушку и обжиг, совместный помол осуществляют до остатка на сите №0056 3-3,5%. Использование способа позволяет повысить белизну фарфора до 67,5-69% и сократить продолжительность помола до 13-14 ч. [37, а.с.].
Е.А. Шилова и другие [38, а.с.], с целью снижения деформации при одновременном повышении просвечиваемости, предлагают способ, включающий приготовление фарфорофаянсовой массы, вакуумирование, формование, заготовку, утильный обжиг, глазурование и политой обжиг.
Авторами работы показано, что, используя разницу в величине КТР зерен кварца в фарфоре и окружающей их обогащенной кремнеземом стеклофазы, можно добиться появления в последней предварительных напряжений сжатия, которые повышают прочность фарфоровых изделий. Исследования показали, что без существенного изменения технологии механическая прочность посудного фарфора за счет этого эффекта может быть повышена на величину порядка 40 [39, с.6-9].
Ж.И. Кашпер и другие, для повышения белизны, термостойкости и фарфорообразования предлагают способ изготовления фарфорофаянсовых изделий, включающий подготовку массы, формование заготовок, сушку, утильный обжиг, нанесение алюмосиликатной глазурной суспензии и политой обжиг [40-42, а.с.; 43, с.34-39].
Д.В. Абдурахимовым и др. исследовано влияние монтмориллонита на спекание каолиновых и каолинит-монтмориллонитовых глинистых материалов Восточного Казахстана. Установлено, что оптимальное количество вводимого монтмориллонита (30%) способствует интенсификации спекания глинистых материалов [44, с.25-27].
Традиционные способы приготовления некоторых материалов не всегда возможны. Ключевой проблемой настоящего и будущего является разработка новых материалов, удовлетворяющих возрастающим требованиям к различной продукции. Применение различных дорогостоящих, дефицитных и экономически нежелательных компонентов связано с увеличением затрат на единицу выпускаемой продукции. Следовательно, необходимо найти пути уменьшения числа используемых компонентов, отказаться или заменить некоторые из них. В промышленных регионах Республики Узбекистан накоплено огромное количество отходов химической, теплоэнергетической, машиностроительной, электронной, горнометаллургической и ряда других отраслей промышленности, утилизация которых относится к весьма актуальным задачам.
В статье А.К. Абдурахманова, А.М. Эминова и Г.Н. Масленниковой предлагается возможность применения одного из таких отходов – гальванических шламов – в технологии производства керамических материалов и разработка оптимальных составов керамических масс с максимальным содержанием таких шламов. Установлено, что положительное влияние талька на спекаемость начинает проявляться при температуре 1170⁰С. Микроскопическое исследование поверхности показало, что в присутствии талька его количество и структура улучшаются. Рекомендовано в исходную смесь, содержащую глину, кварц, полевой шпат и пегматит, добавлять 3% талька [45, с. 18-21].
Японским ученым предложен очень интересный вариант плитки из неорганического материала с высокой прочностью сцепления, водонепроницаемостью и щелочестойкостью. Плитки содержат упрочняющее волокно и на поверхность их наносится защитное покрытие, получаемое с использованием эмульсии на основе акриловой смолы с температурой текучести расплава менее 20⁰С. Покрытие наносится после отверждения плиток. Рекомендовано использовать эмульсии из сополимеров сложного алкилового эфира акриловой кислоты, стирола и сложных алкиловых эфиров акриловой и метакариловой кислот [46, с.447-449].
Изучены пути уменьшения загрязнений неорганическими отходами в традиционной технологии керамических плиток путем рационального устранения выбросов извести, которые являются отходами из фильтров после очистки дымовых газов в производстве плиток. Показано, что содержание отходов извести 0,5-1% не оказывает существенного влияния на поведение смесей при термообработке и микроструктуру. При более высоком содержании извести (при 900-1000^оС) образуется новая кристаллическая фаза - анортит, при этом происходит уплотнение керамики [47, с. 341-342].
Автором работы [48, с.107-117] изучена возможность применения алунитов Бадхызского месторождения в санстройфаянсовых массах. Подбор шихты оптимального состава проводился, исходя из масс Ангренского керамического комбината, с частичной или полной заменой пегматита на алунит. В некоторые массы алунит введен после обжига при температуре 1280⁰С . При введении алунитов, в отличие от обычных санфаянсовых масс, ускоряется набор прочности черепка. Производился подбор масс, среди которых выбрана оптимальная, характеризующаяся высокими показателями механической прочности, удовлетворительным водопоглощением и кажущейся плотности. Экономическая эффективность производства санстройфаянсовых изделий с применением алунитов обуславливается повышением качества изделий, снижением расходов на транспортировку сырья, сокращением рабочей силы, так как обработке подвергается лишь два компонента. При составлении масс свойства изготовленных изделий удовлетворяют требованиям ГОСТа [48, с.107-117].
Шликерное литье как основной способ формования фарфоро-фаянсовых изделий сложной формы и больших размеров - один из наиболее сложных этапов технологического процесса [49, с.211-216]. Данный метод формования обусловлен сложной конфигурацией и большими размерами санитарно-технических изделий. Почти все процессы, определяющие качество, бездефектность и внешний вид получаемого изделия, протекают на стадии приготовления шликера и формования изделий. Управляя механизмами структурообразования (появление двойных электрических слоев на поверхности частиц и адсорбционных слоистых агрегатов, адсорбцию молекул полиэлектролитных добавок) можно влиять на параметры керамической массы при формовании, сушке и обжиге и в итоге - на качество керамических изделий [50, с.21-12].
Для качественного формования методом литья, получения относительно плотных отливок с удовлетворительной прочностью и хорошей поверхностью данные суспензии должны обладать малой вязкостью, необходимой для полного заполнения форм, особенно сложной конфигурации, и для транспортировки шликера к литейным местам; желательно также, чтобы вязкость по возможности мало изменялась во времени, высокой агрегативной и седиментационной устойчивостью, обеспечивающей способность литейных систем не расслаиваться при хранении при транспортировке и формовании, высокой концентрацией твердой фазы, что обеспечивает, как правило, получение более плотной отливки, меньшую усадку при сушке и обжиге, что, в свою очередь, предотвращает образование трещин и деформацию, кроме того, при пониженной влажности отливки требуется меньше времени и тепловой энергии для сушки заготовок, способностью обеспечивать образование на поверхности гипсовой формы отливки, обладающей высокими фильтрующими характеристиками, способствующими повышению производительности процесса литья [50, с.21-12].
Обеспечить в полном объеме лучшие показатели на традиционном природном сырье не представляется возможным, и речь обычно идет об оптимизации на удовлетворительном уровне всего комплекса свойств шликеров [51, с.31-35].
Существует методика определения параметров шликера, как коэффициент уплотнения и расстояние между частицами по данным гранулометрического состава [52, с. 217-227], которая дает возможность оценивать фильтрационные свойства шликерной массы при литье санитарно-технических изделий. При наборе массы в гипсовую форму в шликере образуется трехмерная сетчатая структура.
В работе [53, с. 301-305] установлено, что грани ребра и пластинчатых глинистых частиц имеют заряды противоположного знака - ребра заряжены положительно, а грани отрицательно. Под действием электростатических сил формируется сетчатая структура, обладающая высокой степенью фильтрации. У шликера с максимальным коэффициентом уплотнения (концентрация частиц в 1 см шликера) и минимальным расстоянием между частицами наблюдается высокая скорость набора массы, что оказывает значительное влияние на производительность при стендовом литье. Важное значение имеет способ шликерного литья: сливной или наливной. Установлено, что фарфор имеет характерную структуру, присущую каждому конкретному способу. Это явление можно использовать при создании материалов с заданной структурой [54, с.16-19].
Литейные свойства шликеров заметно улучшаются при приготовлении их по так называемому прессовому методу путем фильтр-прессования и последующего распускания коржей. Достигаемый эффект связан с удалением в процессе фильтрования значительной части ионов-коагуляторов, содержащихся в сорбционпом комплексе исходных глин и обогащенных каолинов. Уплотнению черепка отливки способствует вакуумировапие шликера и гипсовых форм. Применение вибрации при отливке изделий или обработке шликера ультразвуком понижает вязкость шликера и влажность отливок. При таких условиях происходит удовлетворительный набор черепка, достигается наиболее низкий процент брака полуфабриката и готовой продукции. С целью получения однородной по влажности пластичной фарфоровой массы без воздушных включений ее проминают в вакуум-прессах. Влажность массы влияет на формовочные свойства, прочность глиняного бруса-сырца, усадку, прочность высушенных и обожженных изделий, теплопроводность и водопоглощение [55, с. 130-145].
Эффективность вакуумирования массы определяется ее составом, величиной вакуума и продолжительностью пребывания в вакуумной камере. Объем воздуха в свежеприготовленной фарфоровой массе до вакуумирования - 5,0-15,0%, а после вакуумирования должен составляет 0,3-1,0% [55, с.218-222].
Вакуумирование снижает текстурную неоднородность и способствует повышению пластичности и улучшению формовочных свойств массы, устраняет ее зыбкость почти в 3 раза. При вакуумировании улучшаются и формуемость массы, что очень важно для получения заготовок, особенно крупногабаритных изоляторов. Вакуумированная масса имеет меньшую усадку, ее температура обжига на 20-30°С ниже, чем у не вакуумированной. Механическая прочность сырца повышается до 5 МПа [55, с.140-142].
Установлено повышение механической прочности фарфоровой и майоликовых масс после глубокого вакуумирования при формовании крупногабаритных изделий [56, с.9-11; 56, с.23-24].
На протяжении многих лет литье санитарных керамических изделий производят в гипсовых формах, имеющих небольшой срок службы (50 - 70 циклов). Однако, создан новый газо- и паронепроницаемый материал, пригодный для изготовления форм па основе пластических масс. Срок службы таких форм почти в 100 раз больше гипсовых. При этом обеспечивается стабильное качество отформованных изделий в течение всего срока службы [57, с.23-24].
Способ литья под давлением в производстве санитарных керамических изделий давно разработан и внедрён. Преимущества этого способа по сравнению с традиционным литьем являются: повышение производительности в 2 раза, сокращение числа складов промежуточного хранения полуфабриката, высокое качество и точность размеров отливок даже при длительном использовании форм, меньшая потребность в производственных площадях, благоприятные условия труда; отсутствие необходимости в кондиционировании воздуха в производственных помещениях [56, 252-256].
Изделия, выполненные литьем под давлением, в момент извлечения из формы находятся в полусухом (непластичном) состоянии. Одним из преимуществ отливки под давлением является отсутствие необходимости зачистки и оправки отливок, так как поверхность форм практически не изменяется после длительной работы [58, с.322-327].
Повышение давление шликера позволяет существенно интенсифицировать процесс и увеличить свойства полуфабриката, что снижает усадку изделий в процессе сушки и обжига и, как следствие, способствует улучшению их качества [59, с.19-20]
В производстве санитарных керамических изделий актуальной проблемой остается снижение влажности, вязкости и повышение текучести литейных шликеров. Как известно, керамический шликер должен иметь необходимые вещественный и химический составы дисперсной фазы, обладать высокой текучестью при минимальной влажности и хорошими фильтрационными свойствами, а также быть устойчивым к расслаиванию [60, с.14-16].
Наиболее эффективным способом снижения вязкости керамического шликера при неизменном содержании дисперсионной среды (воды) является применение разжижающих добавок (электролитов), в качестве которых наиболее часто используют соли одновалентных металлов [61, с.16-19].
Одна из основных функций разжижителей - дефлокуляция, т.е. разрушение диссоцированных частиц глинистых минералов, блокирование за счет адсорбции активных участков на их поверхности и создание мощных гидратных оболочек, отдаляющих частицы на расстояния, при которых силы притяжения не столь велики [62, с.16-17].
Использование электролитов позволяет существенно изменять реологические свойства глин, повысить прочность обожженных изделий, сократить продолжительность сушки, а также снизить пористость высушенного сырца и изделий после обжига [63, с.21-22; 64, с.626-631; 65, с.245-249].
Дефлокуляционное действие полиакрилата натрия обусловлено высокой способностью адсорбироваться на поверхности минеральных частиц, сообщая им отрицательный заряд и уменьшая как межпакетное связывание воды, так и связывание воды поверхностью глинистых частиц [66, с.158-162].
Использование комплексных добавок разжижителей позволяет еще более увеличить подвижность керамического шликера по сравнению с добавками на основе реотана, а также улучшить эксплуатационные свойства готовых изделий [67, с.29-30].
Изменять вязкость суспензии способны вибрационные и другие механические воздействия, которые приводят к разрушению контактов в пространственной структуре керамического шликера и увеличению доли жидкой фазы в свободном состоянии [68, с. 16-17; 69, с.771-775].
Наряду с разжижающими добавками для стабилизации литьевых свойств керамических шликеров, изменения их структуры и реологических свойств используют ультразвуковое воздействие на дисперсные системы [70, с.19-21].
Результаты проведенных исследований подтверждают целесообразность использования ультразвука на стадии формования, что сопровождается разрушением и ростом дефектности кристаллов. Использование ультразвука способствует интенсификации спекания, снижению температуры спекания на 50-150°С и усадки на 10-20%. Уменьшение усадки положительно сказывается на выходе годных изделий [70, с.21].
По мнению Ю.Д. Третьякова, понятия активность и активация непосредственно связаны с наличием и образованием неравновесных дефектов. Дефекты различны по природе и в разной степени влияют на реакционную способность и свойства твердых тел в тех или иных физико-химических процессах синтеза строительных материалов (адсорбция, химические реакции, спекание, гидратация и т.д.) [71, с.68-70].
Активность материала может быть непосредственно связана с его геологической предысторией - генезисом. В этом случае большой запас внутренней энергии, заложенной на стадии формирования горных пород или техногенных отходов, может быть эффективно использован при подготовке сырья, синтезе строительных композитов [72, с.18-28; 73, с.301-306].
Основной технологический передел подготовки минерального сырья, позволяющий перевести его в химически активное состояние, - это дробление и измельчение. Помол изменяет минералогический и химический составы вещества. При этом увеличение поверхности последнего связано с изменением свободной энергии [74, 191-192].
Анализ приведенных выше литературных данных позволяет сделать вывод о том, что для повышения качественных показателей изделий тонкой керамики применяются различные технологические приемы, используются различные сырьевые компоненты и технологические добавки. Свойства готовой продукции зависят от химико-минералогического состава сырьевых материалов, от содержания в них основных оксидов, а также оксидов красящих элементов и примесей минерального происхождения. С целью повышения качества получаемых керамических материалов сырьевые материалы часто подвергаются обогащению. В последнее время, для получения изделий тонкой керамики, наряду с традиционными видами сырья, широкое применение так же нашли нетрадиционные сырьевые материалы, применение которых не только улучшает свойства готовых изделий, но и способствует созданию ресурсо- и энергосберегающих технологий их изготовления. В этом плане глауконитовые и бентонитовые глины представляются наиболее перспективными, однако разнообразие их химико-минералогического состава создает необходимость проведения в каждом конкретном случае отдельных исследований.