粘土的基本性质
(1) 化学矿物组成。由于采用的粘士均为高岭石型粘土, 故AL203含量和AL203/SiO2, 比愈接近于高岭石矿物的理论值,表明其纯度愈高,高岭石含量高,质量也愈佳。
粘土中的杂质矿物主要有石英(多半存在于AL203含量低的软质粘土中) 、铁的化合物如 黄铁矿(FeS2) 和菱铁矿(FeCO3) 含水氧化铁(2Fe2O3 ·H2O、Fe2O3·H2O、3Fe2O3·4H2O、2Fe2O3·3H2O等) 及磁铁矿(Fe3O4) 、钙和镁的碳酸盐(CaCO3及MgCO3) 硫酸盐(石膏) 、金红石(TiO2) 、母岩残屑(长石和云母等),以及有机物质。这些杂质矿物,除有机物质外,均起熔剂作用,降低粘土的耐火性能。杂质矿物以细分散状态存在对比以集合体不均匀分布时的危害性小些。有机物质高的粘土不易烧结致密。
有些粘土中含有成集合状态存在的方解石等碳酸盐类, 加热分解后以CaO细粒存在, 容易水化,引起砖坯开裂或产生熔洞。
(2)粘土的工艺特性。工艺特性主要有分散性、可塑性、结合性和烧结性。它们之间相互影响,如分散性大的粘土,其可塑性及结合性均较好,也有利于烧结。
①分散性;是反映粘土的分散程度。通常用它的颗粒组成或比表面积来表示。粘土属高分散性性质,粘土矿物为细小微粒,一般<10μm,影响工艺性质起决定作用的为<2μm部分。粗颗粒部分(>0.05mm)是杂质集中的部分,如石英砂、黄铁矿和母岩残屑等。
②可塑性:物料受外力作用后发生形变而不破裂,而所施加使其形变的外力撤除后,变形的形态仍保留而不恢复原状,这种性质称为可塑性。这是粘土泥团能否形成所希望的形状的重要特性。粘土可塑性的强弱对改善泥料成型性能起重要作用。
粘土的可塑性通常用塑性指数和塑性指标来表示。塑性指数是以形成可塑状态时的水分上限和下限之差来衡量可塑性强弱的间接指数值。塑性指标为直接测定值,系采用一定直径的泥球,当受外力作用后发生变形,并开始产生裂纹时的应力(变形力)与应变(变形程度)的乘积来衡量其可塑性程度。
③结合性:是粘土对非塑性材料的粘结能力,即使成型后的坯体能保持其形状和具有一定·的机械强度能力。一般而言,粘土的分散性越高,比表面积越大,其结合性也越强。但还取决于粘土矿物的种类、组成、特性和颗粒组成。
④烧结性:粘土经适当的高温条件处理后,能获得必要的致密度和强度的烧结物,此时,粘土的加热体积收缩和气孔率降低的变化值趋于停止,达稳定状态,颜色显著变化。这种性能称为烧结性。