黏土制作工艺 黏土 黏土-简介,黏土-工艺性能

黏土,是一种重要的矿物原料。是颗粒非常小的(<2μm)可塑的硅酸铝盐。除了铝外,黏土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙,一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。黏土是一种重要的矿物原料,广泛分布于世界各地的岩石和土壤中,可用于制造陶瓷制品,耐火材料,建筑材料等。黏土矿物用水湿润后具有可塑性,在较小压力下可以变形并能长久保持原状,而且比表面积大,颗粒上带有负电性,因此有很好的物理吸附性和表面化学活性,具有与其他阳离子交换的能力。

粘土_黏土 -简介


黏土黏土,常被误写为粘土,是颗粒非常小的(<2μm)可塑的硅酸铝盐。除了铝外,黏土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙。黏土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。但是有些成岩作用也会产生黏土。在这些过程中黏土的出现可以作为成岩作用进展的指示。

工业用黏土矿有高岭土、膨润土(主要组成为蒙脱石)、活性白土(组成不定)等。高岭土最早由中国在江西高岭村开采,用来制造陶瓷。膨润土于1888年在美怀俄明州开始开采,活性白土于1906年在美国得克萨斯州首次开采。组成

黏土是一种重要的矿物原料。由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成,并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。

黏土矿物的颗粒细小,常在胶体尺寸范围内,呈晶体或非晶体,大多数是片状,少数为管状、棒状。

黏土矿物用水湿润后具有可塑性,在较小压力下可以变形并能长久保持原状,而且比表面积大,颗粒上带有负电性,因此有很好的物理吸附性和表面化学活性,具有与其他阳离子交换的能力。

粘土_黏土 -工艺性能

黏土制作工艺 黏土 黏土-简介,黏土-工艺性能

黏土的化学组成、矿物组成和颗粒组成决定着黏土的工艺性能:

可塑性

黏土与适量的水混合后形成泥团,在外力的作用下,泥团发生变形但不开裂,外力散去后,仍能保持原有形状不变,黏土的这种性质称为可塑性。

结合性

黏土的结合性是指黏土结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团并且有一定的干燥强度的能力。黏土的结合性对于半成口的干燥、修坯和上釉存在着重要的影响。黏土垢结合性由其结合瘠性料的结合力的大小所决定的,而结合力的大小又和黏土矿物的种类、结构等因素相关。一般来讲,可塑性强的黏土,其结合力也大。

触变性

黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,黏度会降低,而其流动性则会增加,静止后逐渐恢复原状。此外,泥浆放置一段时间后,在保持原水分不变的条件下也会出现变稠和固化的现象。黏土的这种性质称为触变性。

收缩

黏土泥料在一定温度下干燥时,由于颗粒间水分的排出,颗粒之间相互靠拢以及颗粒间距缩短而引起的体积收缩,称为干燥收缩。干燥后的黏土泥料经过高温煅烧时,由于发生诸如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、石英的晶型转化、易熔杂质的转化以及各类熔融物填充质点间空隙等一系列物理化学变化,使得黏土泥料进一步收缩,称为烧成收缩。成型黏土样品经过干燥和煅烧后的尺寸总变化称为总收缩。

烧结

黏土是由多种矿物混合而成的,没有固定的熔点,而是在一定的温度范围内逐渐软化。

当黏土在加热煅烧的过程中,到达一定温度(800℃~900℃)后,继续升高温度时,黏土中低共熔物质开始熔化,液相出现并逐渐增加,填充在固体颗粒之间,由于液相表面张力的作用,使得未熔颗粒进一步靠拢,引起体积急剧的收缩,气孔率下降,密度提高,这种对应体积开始急剧变化时的温度称为开始烧结温度。

当温度继续升高时,收缩将不断增大至最大值,气孔率降至最小值,密度达到最大值,黏圭完全烧结,此时对应的温度称为烧结温度。

粘土_黏土 -分布


爱沙尼亚的第四纪黏土

黏土矿广泛分布于世界各地的岩石和土壤中。世界膨润土矿资源为 1.3Gt以上,主要分布于美国和加拿大。高岭土矿储量约 1.6Gt,主要分布于中国、美国、苏联、墨西哥、西班牙等国。中国是高岭土资源十分丰富的国家,矿质优良、成因类型齐全,主要产地有江苏苏州、湖北均县、四川叙永县等地。活性白土主要产于美国和加拿大。

粘土_黏土 -分类


黏土

黏土是一类层状硅酸盐,层片由硅氧四面体和铝氧八面体组成。

按结构不同

按其结构分为以下四类:
?高岭石族(TheKaoliniteGroup),1:1型。
?蒙脱石族(TheMontmorillonite/SmectiteGroup),2:1型。
?伊利石族(TheIllite(orTheClay-mica)Group),2:1型。
?绿泥石族(TheChloriteGroup),2:1:1型。

按性质用途

按性质和用途可分为陶瓷黏土、耐火黏土、砖瓦黏土和水泥黏土。硬质黏土常呈块状或板片状,一般在水中不浸散,耐火度较高,为耐火制品的主要原料。耐火黏土中的硬质黏土用于制作高炉耐火材料,炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖。在陶瓷工业中,硬质黏土和半硬质黏土可以作为制造日用陶瓷、建筑瓷和工业瓷的原材料。

粘土_黏土 -黏土矿物

高岭石:Al2O3.2SiO2.2H2O
石脂:Al2[(OH)4|Si2O5]*nH2O
蒙脱石:(Al,Mg)2[(OH)2|Si4O10](Na,Ca)x*nH2O
蛭石:(Mg,Ca)0,31(H2O)n{Ti0,18Al0,03Fe(III)1,09Mg1,25[Si2,80Al1,20O10(OH)2]}
伊利石:K0,65Al2,0Al0,65Si3,35O10(OH)2
水铝英石:Al2O3.SiO2.2,5H2O

粘土_黏土 -应用


粘土制品

1、应用制瓦
2、制陶瓷,与石灰岩混合后制水泥
3、在工业、模型制造和艺术中做模型。艺术家使用黏土制做模型,但也适用黏土直接塑造艺术品
4、在饮水加工和其它化学工艺中作为离子交换器
5、高岭石是瓷器的原料,还可以使纸的表面特别光滑和吸收墨水
6、陶粒在建筑业中作为隔离层以及在无土栽培中使用
7、密封垃圾堆填区
8、在颜料工业和医药工业中作填补物
9、在催化器中使用
10、制成砖头

粘土_黏土 -案例

高液土
在工程中判别高液限土的3个指标为:小于0.074mm的颗粒含量大于50%、液限大于50%,塑性指数大于26的土。边坡工程对具有膨胀性的高液限土设计思路基本是参考膨胀土进行的,除了具有遇水膨胀、失水收缩的特征外,更主要的特征是高液限土压实性差,经过压实后的土的压缩性仍然较大,且有明显的应变软化。很多边坡工程失去效用,都是由于不能认清楚高液限土的本质特征而引起的。
高液限土
高液限土通常含有大量的蒙脱石、伊利石、高岭石等黏土成分。其中蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物,其晶格单元由两层硅氧四面体层夹一层氧化铝八面体层构成,层间联接依靠范得华力,较弱,水分子容易进入晶胞之间,增大晶胞距离,脱水后,又产生相应的收缩,其液限变化范围可达到140~710%,塑限范围为50~100%;在晶格之间,由于同晶置换作用,使蒙脱石具有很强的吸附能力,大量的Na+、Ca2+填充进来,产生双电层效应,导致粒间的膨胀。相似的,伊利石也具有2:1的三层晶体结构,但其吸附的阳离子主要为Na+、K+,晶格间连接力较强,水分子不容易进入,所以伊利石亲水性、胀缩性不如蒙脱石,其液限变化范围为80~120%,塑限为45~60%.伊利石属于较不稳定的中间产物,性质介于蒙脱石和高岭石之间,并随着层间K+含量的逐渐减少,而接近于蒙脱石。高岭石的结构单元是由一层铝氢氧晶片和一层硅氧晶片组成的晶胞。晶胞之间的联结是氧原子与氢氧基之间的氢键,联结力较强,晶胞之间的距离不易改变,水分子不能进入,亲水性及膨胀性较前两种矿物成分。高液限土的工程性质与其母岩成份、含水量、密实度、外荷载大小及作用方式、其他物理化学作用等都有关系。根据大量工程实践可知:高液限土透水性较差;干硬时强度高,坚硬不易挖掘,不易压实;毛细现象明显,吸水后能长时间保持水分,故吸水后承载力小、稳定性差;具有较大的可塑性、弱膨胀性和粘性。

  

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