Co je to šamot, informační článek | společnost, Moskva

Šamot, hlinitokřemičitanový žáruvzdorný materiál, je hmota žáruvzdorného jílu nebo kaolinu, která byla vypálena na konstantní objem a ztratila svou plasticitu. Jíl je produktem ničení určitých hornin, zejména žuly, ruly a porfyru. Výsledný vodný hlinitokřemičitan Al ₂ O ₃ -2 SiO ₂ -2H ₂ O, nazývaný kaolinit, je hlavní složkou šamotových jílů a kaolinů. Kaoliny obsahují méně nečistot než žáruvzdorné jíly, proto se z nich vyrábí kvalitnější výrobky.

Nejdůležitějšími vlastnostmi jílů jsou plasticita, pojivost a slinovatelnost.

Plastičnost je schopnost navlhčené hlíny v těstovitém stavu zaujmout daný tvar, který se po odstranění tlaku a odstranění vody nemění. Podle plasticity se jíly rozlišují na plastické (tučné) a libové.

Kapacita lepení – schopnost hlíny s přidáním určitého množství neplastického materiálu v sušeném stavu vyrobit odolný materiál. Plastové jíly mají větší vazebnou kapacitu než jíly chudé.

Voda v jílech je obsažena ve formě hygroskopické vody, záměsové vody a chemicky vázané vody. Hygroskopická je voda, kterou jíl absorbuje z prostředí. Na vzduchu suchá hlína vždy obsahuje hygroskopickou vodu. Záměsová voda je množství přidané vody, které odpovídá optimální plasticitě jílu. Chemicky vázaná voda je obsažena především ve složení kaolinitů.

Při sušení dochází v důsledku částečné ztráty záměsové vody ke zmenšení objemu výrobků vyrobených ze žáruvzdorných jílů o 12-15 % u chudých jílů a o 25-30 % u jílů mastných. Když se jíl zahřeje na 150 °C, odstraní se zbývající záměsová voda a hygroskopická voda. Při dalším ohřevu v teplotním rozmezí 450-650 °C se uvolňuje chemicky vázaná voda a zcela se ztrácí plasticita. Zahřívání nad 930°C je doprovázeno tvorbou mullitu a dochází ke smršťování ohněm, které je nevratné.

Schopnost spékání – schopnost jílů při určitých teplotách výpalu vytvořit hustý, odolný střep zvaný šamot. Šamot se nesráží a má vysokou mechanickou pevnost, odolnost proti strusce a chemickou odolnost.

Požární odolnost jílů závisí především na jejich složení a leží v rozmezí 1580-1770 °C. Na Obr. je uveden stavový diagram soustavy SiO ₂ —A1₂ O ₃ , který ukazuje, že zvýšení obsahu oxidu hlinitého nad eutektické složení zvyšuje požární odolnost. Všechny nečistoty snižují požární odolnost hlíny. Zvláště silný pokles požární odolnosti způsobují alkálie K₂ O a Na ₂ O, proto je jejich obsah v jílech nad 1 % nežádoucí.

V závislosti na poměru A1₂ O ₃ a SiO ₂ Z jílů se získávají polokyselé, šamotové nebo vysokohlinité žáruvzdorné materiály.

Šamotové výrobky, nejpoužívanější při stavbě hutních pecí, jsou vyráběny ze směsi nepáleného plastového žáruvzdorného jílu v prášku a mletého šamotu jako odpadní složky. Přítomnost šamotu v vsázce snižuje smršťování a praskání výrobku při zahřívání. Výroba šamotových výrobků zahrnuje výrobu šamotu, přípravu plastické hlíny a výrobu výrobků z jejich směsi.

Proces výroby šamotu spočívá ve vypalování hlíny na šamotu při teplotě 1300-1400 °C. Po vypálení je šamot nejprve podroben hrubému drcení, poté jemnému mletí. Rozemletý šamot se proseje a rozdělí na frakce podle velikosti zrn.

Příprava žáruvzdorné hlíny spočívá v jejím očištění od mechanických nečistot a v sušení v sušících bubnech. Vysušená hlína se mele v kulových mlýnech.

Existují dva způsoby výroby výrobků – lisování plastů a polosuché lisování. Při lisování plastů se šamot určitého granulometrického složení mísí s hlínou v suché míchačce a u běžných šamotových výrobků je směs tvořena 50-60 % šamotu a 50-40 % žáruvzdorné hlíny. Po suchém míchání se hmota odešle do mokrého mixéru, navlhčí se na 16-24% (suchá hmota) a více pro mastné jíly. výrobky jsou lisovány na lisech pod tlakem 1500-2000 kPa.

Při polosuchém lisování výrobků je vlhkost lisované hmoty výrazně nižší než 6-9%. Poměr šamotu a jílu je stejný jako u tvarování plastů, ale část plastového jílu je předem smíchána s vodou, aby se vytvořila sliz, kterou se zrnka šamotu navlhčí. Šamot, navlhčený skluzem, a zbývající hlína se pošlou k promíchání (když se k šamotu přidá šamot, šamotová zrna jsou dobře obalena hlínou). Veškerá potřebná záměsová voda se přidá do směsi s břečkou. Polosuchá hmota se lisuje na mechanických lisech pod tlakem 10-60 MPa. Metoda polosuchého lisování se rozšířila, protože produkty se během sušení a vypalování méně smršťují (asi 2-3 %) a jsou hustší, mechanicky pevnější a tepelně odolnější. Je však obtížné vyrábět složité a masivní výrobky pomocí polosuchého lisování. Výhodou lisování plastů je jeho relativně nízká cena, zejména při výrobě tvarově složitých výrobků.

Lisované nebo lisované výrobky se suší. Během procesu sušení je odstraněna většina záměsové vody a zároveň se zmenšuje objem produktu (dochází ke smrštění). Aby se zabránilo deformaci a praskání produktu, sušení se provádí postupným a rovnoměrným ohřevem. Sušení se obvykle provádí ve speciálních zařízeních při teplotě 100-120 ° C.

Po vysušení se surový šamot s vlhkostí 3-5% posílá k vypálení, které je nutné pro přeměnu veškeré hlíny obsažené v surovině na šamot. Během prvního vypalovacího období se s pomalým nárůstem teploty na 200 °C (rychlostí 5 °C/min) odstraní zbývající záměsová voda a hygroskopická vlhkost. Ve druhém období, kdy teplota stoupne z 200 na 900°C, se uvolňuje chemicky vázaná voda. Dále se teplota zvýší 1350 °C rychlostí 10-12 °C za minutu. V tomto období dochází ke vzniku mullitu a ke složitým procesům tvorby křemičitanů železa, alkalických kovů a dalších sloučenin. Po vypálení se teplota pomalu snižuje na 40-50°C.

Obecnými vlastnostmi šamotových výrobků je nízká požární odolnost (1610-1730°C v závislosti na třídě), relativně nízká teplota, při které začíná deformace při zatížení (1200-1400°C), zvýšená zdánlivá pórovitost (13-28%), relativně vysoká tepelná odolnost, nízká tepelná vodivost, dobrá odolnost vůči kyselým kyselinám (se zvýšeným obsahem SiO ₂ ) a základní (se zvýšeným obsahem A1₂ O ₃ ) struska, vysoká odolnost proti opotřebení a nízké náklady. Hlavní charakteristiky šamotových výrobků jsou uvedeny v příloze IV.

Mezi druhy šamotových výrobků patří vícešamotové, nešamotové, kaolinové a polokyselé výrobky. Multišamotové výrobky jsou vyráběny ze vsázky s vysokým obsahem šamotu 80-95% a 20-5% pojivového žáruvzdorného jílu. Granulometrické složení šamotu je zvoleno tak, aby se dosáhlo co nejhustšího uspořádání zrn. jíl se přidává ve formě skluzu. Pro zvýšení vazebné kapacity jílu se do směsi přidávají adhezivní přísady (sulfitovo-alkoholové výpalky asi 0,4 %). Tlak při lisování je 40-50 MPa. Není potřeba téměř žádné sušení. Vypalování se provádí podle programu obvyklého pro šamot. teplota výpalu 1400° C. Výrobky z vícešamotových žáruvzdorných materiálů se vyznačují vysokou mechanickou pevností v tlaku, nízkou pórovitostí, vysokou tepelnou odolností (až 100 a více tepelných cyklů), malým smrštěním a tím i vysokou rozměrovou a tvarovou přesností.

Bezšamotové výrobky, ve kterých je šamot nahrazen suchými síranovými jíly, mají nízkou pórovitost, vysokou mechanickou pevnost a tepelnou odolnost. Bezšamotové výrobky se vyrábějí polosuchým lisováním.

Kaolinové výrobky jsou vyrobeny ze vsázky skládající se ze 70 % kaolinu předem vypáleného při teplotě 1400 °C, 15 % surového kaolinu a 15 % plastické žáruvzdorné hlíny. Vyrábějí se polosuchým lisováním při tlaku 40-60 MPa. teplota výpalu 1450-1500 °C. Kaolinové výrobky mají ve srovnání se šamotem vyšší požární odolnost, vyšší deformační teplotu při zatížení a také větší tepelnou odolnost a odolnost proti strusce.

Polokyselé produkty jsou ve složení meziprodukty mezi dinasem a šamotem. Jsou vyrobeny z chudých nebo uměle chudých jílů nebo kaolinů a obsahují 15-30 % A1₂ O ₃ a alespoň 65 % SiO ₂ . Protože se jíl během vypalování smršťuje a oxid křemičitý zvětšuje svůj objem, je možné s určitým kvantitativním poměrem jílu a oxidu křemičitého získat produkty, které se při dlouhodobém zahřívání prakticky nemění. Polokyselé výrobky mají požární odolnost blízkou šamotu, sníženou tepelnou odolnost, ale zvýšenou teplotu, při které začíná měknutí pod zatížením a nízké smrštění. Kaolin zvyšuje tepelnou odolnost polokyselých žáruvzdorných materiálů. Polokyselé produkty mají relativně nízkou poréznost.

Chamotte – jedná se o ohnivzdornou hlínu, její složení zahrnuje mleté ​​kousky keramiky, pomocí které vzniká „hliněný šamot“. Šamotová hmota může mít jakoukoli barvu a plasticitu. Rozdíl mezi šamotovými hmotami je v tom, že dobře drží tvar, mají menší smrštění, mají nízkou cenu a jsou vhodné pro práci s texturovanou keramikou, velkými předměty a architektonickými prvky.

Velké šamotové hmoty jsou vhodné pro zhotovení zahradních soch a sochařských plastik, velmi dobře snášejí rychlé vysychání.

Hliněno-šamotové hmoty lze použít k výrobě cihel a nízkoteplotních žáruvzdorných materiálů.

Složení šamotových hmot ovlivňuje jejich barvu, nejčastěji používané jíly jsou světle šedé, červené, žluté a modré. Nejčastěji mezi šamotové hmoty patří úlomky křemenného písku, oxidy draslíku, hořčíku, železa, sodíku, vápníku a hliníku. Obsah šamotových třísek by měl být 20-40% a velikost úlomků by měla být 0,1-2 mm. Ve složení žáruvzdorných cihel dosahuje šamot 70%, což umožňuje konečnému výrobku odolávat teplotám 1600-1800 C.

Při výběru šamotu je třeba věnovat pozornost technickým parametrům:

• Barva a konzistence (šedá směs, roztékavá, žádné hrudky nebo slepence).

• Průměr zrna (neměl by přesáhnout 2 mm).

• Součinitel absorpce vlhkosti (u vysoce páleného šamotu je to 2–10 %, u nízko páleného šamotu až 25 %). Na základě schopnosti absorbovat vlhkost se hotový šamot dělí na dva typy: vysoce pálené a nízko pálené. Nízko pálené materiály mají vysokou absorpci vody a jsou schopny absorbovat velké množství vlhkosti.
• Vlhkost šamotu (ne více než 5%).

• Teplota tání (v rozmezí 1550 až 1850 stupňů).
• Plast. Plasticita se týká schopnosti materiálu měnit svůj tvar s relativně malým dopadem.

• Schopnost lepení. Hlína je schopna vázat na sebe jemné částice šamotu, které samy o sobě nejsou plastické. Soudržnost znamená, že k rozdělení materiálu na části musí být vyvinuta určitá síla.

• Smršťování vzduchem a ohněm. Smršťování šamotových hmot vzduchem se pohybuje od 5 do 11 %. Vysoký obsah křemenného šamotu pomáhá zamezit smršťování výrobku při výpalu. U šamotové hlíny by celkové smrštění výrobku nemělo přesáhnout 18 %.

Charakteristika šamotových hmot:

• Vysoká mechanická pevnost.
• Vysoká tepelná odolnost.
• Dobrá odolnost proti dlouhodobému mechanickému namáhání.
• Nízká deformace a smrštění při sušení a vypalování.
• Vysoká teplotní odolnost. Dokáže udržet tvar i při náhlých změnách teploty.
• Pohodlí při formování velkých výrobků.
• Mrazuvzdornost.
• Obilí

Technologie použití šamotových hmot:

• Lití. Připravené sádrové formy se vyplní šamotovou hmotou. Je dovoleno pracovat na hrnčířském kruhu (pozor, částečky šamotu mohou pořezat ruce), vyrábět desky a dlaždice.

• Sušení. Šamotová keramika vyžaduje vzhledem k tloušťce výrobků dlouhou dobu schnutí.

• Hořící. Teplota vypalování je 1300–1500 °C. Při vypalování je třeba vzít v úvahu hmotnost výrobku. Ohřev a ochlazování šamotových hmot probíhá pomaleji než v případě málo řídkých výrobků.

• Dekorace. Šamot umožňuje zdůraznit přirozenou kresbu materiálu. Při použití glazury doporučujeme vyhladit povrch ve fázi tvorby.

Šamot se používá k tvorbě soch, keramiky, ohnivzdorných kamen a komínů. Je důležité věnovat pozornost vlastnostem šamotu a šamotových hmot, dodržovat technologie, abychom získali vysoce kvalitní a ekologický výrobek.

Přejeme vám hodně štěstí ve vaší kreativitě a stavbě!

líbí se mi toUž se mi to nelíbí Byl článek užitečný? 2 nemám to rádzrušit 0