Отношение глин к повышенным температурам
При нагревании до 110° глина отдает всю механически примешанную воду, все же остальные ее свойства остаются неизмененными.
Дальнейшее нагревание до 250° также никаких заметных изменений в глине не вызывает. При 250° начинается очень медленное, постепенное удаление конституционной воды из глинистого вещества. При 425—450° из глинистого вещества выделяется большая часть химически связанной воды, причем молекулы глинистого вещества распадаются. Остатки конституционной воды удаляются около 900°.
После обжига при 450° глина легко растворяется даже в слабо разбавленных кислотах и щелочах, что объясняется распадением молекул глинистого вещества и потерей химической связи между окисью алюминия и окисью кремния.
Нагрев до 900° делает окись алюминия и окись кремния снова нерастворимыми в слабых кислотах и щелочах. По этой причине обжиг керамических изделий производят при температурах не ниже 900°, в противном случае они будут недостаточно устойчивы как в отношении выветривания, так и в отношении действия воды, разбавленных кислот и щелочей.
Дальнейшее повышение температуры у некоторых глин вызывает уже спекание.
Высокие температуры, создают в глинах огневую усадку (усадка при обжиге). Пористость тела при этом уменьшается. Высоко-обожженный плотный черепок называют спекшимся.
В практике спекшимся считают изделие с водопоглощением менее 5% от веса сухого обожженного черепка.
Спекание у некоторых глин наблюдается уже при 900°. Наивысшая возможная температура спекания у глин — 1400°.
При температурах, близких к 900°, говорить о плавлении составных частей глины в заметных количествах не приходится. Поэтому явление спекания здесь необходимо отнести в основном за счет увеличения сил притяжения между частицами.
Как раз в этой области температур глиняные изделия показывают и наибольшую механическую прочность под нагрузкой в момент обжига. Это подтверждает предположение об увеличении взаимного притяжения частичек глины при обжиге в пределах 900° и немного выше.
Ясно, что более пластичные глины показывают и более низкие температуры спекания, вследствие меньших величин частичек и больших величин сил притяжения.
Менее пластичные и более тощие глины показывают спекание при более высоких температурах, — до 1400°. Затрудненное спекание объясняется при этом относительно крупной величиной частичек и меньшими величинами сил взаимного притяжения.
Дальнейшее повышение температуры приводит глины к плавлению.
Глина, плавясь, превращается в однородное вещество. Отдельные частицы в расплавленной массе исчезают, все сливается в мутное, непрозрачное стекло. Переход в такое однородное состояние связан с постепенным размягчением глины, которая, плавясь, делается мягкой, как тесто.
Все примеси к глинистому веществу (за исключением окиси алюминия) понижают температуру его плавления, причем это понижение может быть довольно значительным. Наиболее энергично понижают температуру плавления щелочи (окиси натрия и калия), затем окись железа, известь (окись кальция) и, наконец, окись магния.
Самые легкоплавкие глины плавятся уже около 950°. Весьма большое значение имеет величина пористости глиняного черепка после обжига. Чем выше температура обжига глины, тем пористость меньше. Величина пористости определяется способностью обожженного изделия поглощать воду до полного насыщения.
Уменьшение пористости связано с увеличением усадки и механической прочности.
Глины повышенной пластичности показывают меньшую пористость при одной и той же температуре обжига, нежели глины малопластичные. Малопластичные глины, с примесью большого количества песка, после обжига дают черепок недостаточной прочности. Черепок от легкого удара молотком издает звук неясный, дребезжащий.
В производстве кирпича и черепицы применяют глины, которые после обжига до 900—1100° С показывают водопоглощение от 8 до 20% к весу абсолютно сухого черепка. Глины, показывающие водопоглощение после обжига ниже 8%, негодны: кирпич плохо связывается раствором в кладке, обладает высокой теплопроводностью. Здание, построенное из такого кирпича, зимой будет отдавать много тепла наружу. Глины, дающие черепок с очень большим водопоглощением после обжига, также непригодны: такой кирпич или черепица будет легко разрушаться зимой от замерзания в состоянии насыщения водой, т. е. не будет морозостойким.
В кирпично-черепичном производстве отформованный из глины сырец обжигают до полного удаления химически связанной (конституционной) воды из глинистого вещества, т. е. до 900—1100°С. Эти температуры совпадают с началом плавления составных частей глины. После обжига до этих температур сырец из пригодных глин приобретает достаточную прочность, стойкость против воды, слабых кислот и морозоустойчивость.
В керамических производствах очень большую роль играет промежуток (интервал) между температурами спекания и плавления. Большой температурный промежуток дает возможность обжечь изделие до спекания, если это необходимо, не опасаясь повреждения его формы. В производственных печах колебание температуры в различных местах доходит до 100°. Поэтому такой температурный промежуток для глин, обжигаемых до спекания, должен быть также не менее 100°. Чем этот промежуток больше, тем глину легче обжигать в производственных печах.
В зависимости от температуры плавления, глины делятся на огнеупорные и неогнеупорные. Огнеупорными считаются глины, плавящиеся выше 1580°.
Среди глин, по их отношению к высоким температурам, различают еще тугоплавкие и легкоплавкие.
Тугоплавкие глины показывают температуры плавления в пределах 1350—1580° и применяются для неответственного огнеупорного припаса и для изделий, имеющих спекшийся черепок: клинкер, канализационные трубы, метлахские плитки. Условия работы этих изделий (напр, малоогнеупорного припаса) требуют устойчивости массы при температурах 1350° и выше.
Легкоплавкие глины имеют температуру плавления ниже 1350° и применяются при производстве кирпича, черепицы, дренажных труб, кафель.
kolbasin
Александр Колбин
Лига справедливости. Митинг 26 марта
Ни разу не видел, чтобы этот материал плавился. Ан вот!
Наткнулся тут на интересный пост камрада 
leonidus (сам журнал тоже советую к ознакомлению) о прогулке по кронштадским фортам. Там есть такие снимки.
Каждый вид глины и каждый добавляемый компонент имеет свою специфическую температуру плавления, которая и определяет температуру обжига, необходимую для спекания глины, когда она превращается в керамику.
В зависимости от способности противостоять воздействию высоких температур различают три группы глин:
Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
И далее вспоминаем следующее:
SiO2 относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть склонен к образованию переохлажденного расплава — стекла.
Из диоксида кремния зачастую состоит и песок, который используется для изготовления стекла. Ну, это уже довольно известный факт.
Как пишет автор: У военных сооружений сложная судьба. Были периоды, когда их пытались уничтожать или использовали для всяких испытаний. Вот результат.
Под воздействием температуры кирпич расплавился и принял такую форму.
Самое интересное, что эти подтеки абсолютно твердые и сухие, хотя на первый взгляд издалека кажется иначе.
Зная состав кирпича, можно вычислить и температуру воздействия на помещения.
Такие чудеса в нашем королевстве.
@fotokolbin
@fotokolbin
Aleksandr Kolbin
Глина, виды глины
Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Поэтому разработки породы ведутся не в местах ее образования, а среди различных отложений, слои которых имеют определенную окраску и чистоту. Для каждой работы требуется особая разновидность глины. Ниже предлагается краткая характеристика видов глины и ее специфических свойств по пригодности для гончарного производства.
Глина состоит из мельчайших кристаллов. Эти кристаллы формируют глинообразующий минерал класса силикатов — каолинит. Его состав: 47% оксида кремния IV (SiO2), 39% оксида алюминия (АL2О3) и 14 % воды (Н20).
Следует обратить внимание на самые важные качества используемых сортов глины, наиболее распространенными из которых являются: красная глина, белая керамика (майолика), глина из песчаника, глина для производства фарфора и огнеупорная глина (каолин).
Природная красная глина
В природе эта глина имеет зеленовато-коричневую окраску, которую придает ей оксид железа (Fe2O3), составляющий 5-8% от общей массы. При обжиге в зависимости от температуры или типа печи глина приобретает красную или белесую окраску. Она легко разминается и выдерживает нагрев не более 1050-1100 С. Большая эластичность этого вида сырья позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.
Белая глина
Ее месторождения встречаются во всем мире. Во влажном состоянии она светло-серая, а после обжига приобретает белесый цвет или цвет слоновой кости. Белой глине свойственна эластичность и просвечиваемость из-за отсутствия в ее составе оксида железа.
Глина используется для изготовления посуды, кафеля и предметов сантехники или для поделок из глиняных пластин. Температура обжига: 1050-1150 °С. Перед глазурованием рекомендуется выдерживать работу в печи при температуре 900-1000 °С. (Обжиг неглазурованного фарфора называется бисквитным.)
• Пористая керамическая масса
Глина для керамики представляет собой белую массу с умеренным содержанием кальция и повышенной пористостью. Ее натуральный цвет — от чисто-белого до зеленовато-коричневого. Обжигается при низких температурах. Рекомендуется необожженная глина, так как для некоторых глазурей однократного обжига недостаточно.
• Майолика
Майолика — это вид сырья из легкоплавких пород глины с повышенным содержанием белого глинозема, обжигается при низкой температуре и покрывается глазурью с содержанием олова.
Название «майолика» происходит от острова Майорка, где ее впервые использовал скульптор Флорентино Лука де ла Роббиа (1400-1481). Позднее эта техника имела широкое распространение в Италии. Керамические изделия из майолики называли также фаянсовыми, так как их изготовление началось в цехах по производству фаянсовой посуды.
• Каменная керамическая масса
Основу этого сырья составляют шамот, кварц, каолин и полевой шпат. Во влажном состоянии оно имеет черно-коричневый цвет, а после сырого обжига — цвет слоновой кости. При нанесении глазури каменная керамика превращается в прочное, водостойкое и несгораемое изделие. Она бывает очень тонкой, непрозрачной или в виде однородной, плотно спекшейся массы. Рекомендуемая температура обжига: 1100-1300 °С. При ее нарушении глина может рассыпаться. Материал используют в различных технологиях изготовления гончарных изделий из пластинчатой глины и для моделирования. Отличают изделия из красной глины и каменную керамику в зависимости от их технических свойств.
• Глина для фарфора
Глина для фарфоровых изделий состоит из каолина, кварца и полевого шпата. Она не содержит оксида железа. Во влажном состоянии имеет светло-серый цвет, после обжига — белый. Рекомендуемая температура обжига: 1300-1400 °С. Этот вид сырья обладает эластичностью. Работа с ним на гончарном круге требует больших технических затрат, поэтому лучше использовать готовые формы. Это твердая, непористая глина (с низким во-допоглощением. — Ред.). После обжига фарфор становится прозрачным. Обжиг глазури проходит при температуре 900-1000 °С.
Различные изделия из фарфора, сформованные и обожженные при температуре 1400 °С. Дизайн: фарфор Пордамса
Крупнопористые крупнозернистые керамические материалы применяются для изготовления крупногабаритных изделий в строительстве, архитектуре малых форм и т. п. Эти сорта выдерживают высокие температуры и термические колебания. Их пластичность зависит от содержания в породе кварца и алюминия (кремнезема и глинозема. — Ред.). В общей структуре много глинозема с высоким содержанием шамота. Температура плавления колеблется от 1440 до 1600 °С. Материал хорошо спекается и дает незначительную усадку, поэтому используется для создания больших объектов и крупноформатных настенных панно. При изготовлении художественных объектов не следует превышать температуру в1300°С.
Цветная глина
Цветная глина — это глиняная масса с содержанием оксида или красочного пигмента, представляющая собой гомогенную смесь. Если, проникая глубоко в глину, часть краски останется во взвешенном состоянии, то может нарушиться ровный тон сырья. Как цветную, так и обыкновенную белую или пористую глину можно приобрести в специализированных магазинах.
Массы с цветным пигментом
Массы с цветным пигментомПриготовление керамической массы требует большого внимания. Ее можно составить двумя способами, которые дают совершенно разные результаты. Более логичный и надежный путь: вносить красящие вещества под давлением. Более простой и, разумеется, менее надежный метод: подмешивать красители в глину рукой. Второй способ применяется, если нет точных представлений об окончательных результатах окраски или же есть необходимость повторить какие-то определенные цвета.
От свистульки до сервиза: удивительная глина
Керамика…Податливая глина, узнавшая опытные руки мастера, прошедшая сквозь огонь и воду и ставшая кувшином для масла, кофейной чашкой, ярким изразцом, сказочной свистулькой и веселой игрушкой. Секреты изготовления керамики были известны нашим предкам, жившим тысячи лет назад. В Китае за 2000 лет до нашей эры делали не только глиняную посуду – в ходу уже был фарфор. А первые упоминания о гончарах и их изделиях можно найти в Ветхом Завете. В век космических технологий и электронных гаджетов мы продолжаем пользоваться плодами древнейшего ремесла – наливая утром кофе в фарфоровую чашку, отправляя в духовку жаркое в глиняном горшочке и украшая дом изящными статуэтками – напоминаниями о чудесных путешествиях и людях.
На пути к печи
Двадцать лет мастер Виталий Гычев из Барнаула занимается гончарным делом. Первый свой круг, еще будучи мальчишкой, он соорудил из проигрывателя: накопал на ручье глины, включил пластинку и начал крутить на нем бурый комочек. Волшебный кувшин тогда сделать не удалось. Зато сегодня в руках мастера рождаются настоящие чудеса – древнерусские крынки и квасники, статные амфоры и вазы.
Виталий Гычев, гончар:
– Для работы подходит практически любая глина. Правда, если глина тощая, с большим содержанием песка, как в нашей местности, она менее пластична, мелкие изделия лепить из такого материала сложно. Поэтому сначала глину очищают от примесей: высушивают, чтобы легче расходилась в воде, а затем на сутки-двое замачивают в бочке – тяжелые частички песка оседают, а глина остается во взвешенном состоянии.
Жидкую глину пропускают через сито – очищают от корней растений и камней, а потом долго-долго вымешивают, как тесто. Это необходимо, чтобы выгнать из глины воздух, иначе при сушке она пойдет трещинами. Перед тем, как попасть на гончарный круг, она снова подсыхает – консистенция глины зависит от типа материала и того, какое изделие задумал создать гончар. По пловам Виталия, путь от эскиза до его полного воплощения иногда занимает месяцы.
С дружиться с гончарным кругом и вылепить простой горшок или чашку с первого раза не получается почти ни у кого из новичков. Поэтому, если вы решили попробовать себя в роли гончара, не расстраивайтесь, если глина не поддастся сразу – терпение и тренировки, и вот уже изделие после просушки можно отправлять в печь.
Температура, при которой мягкая податливая глина обретает каменную прочность, составляет 900-1000 градусов Цельсия.
Виталий Гычев:
– При обжиге есть критические точки – 300, 600 градусов, проходить которые нужно очень плавно. Глина может лопаться: при сушке прошел где-то сквознячок, обсохла глина неравномерно, и при нагревании ее начинает разрывать. Поэтому до 30% брака – это обычное дело у гончаров.
У каждого мастера гончарного дела есть свои секреты работы.
Виталий Гычев:
– Мой омский друг – гончар с большим стажем – как-то пришел ко мне в мастерскую и спросил: «А почему ты горшки не переворачиваешь, когда сушишь? У них ведь донышки выпучиваются». А я, чтобы не выпячивалось, когда горшок делаю, внутри бугорок на дне оставляю – он и тянет глину внутрь, и не наружу.
Молоко, свинец, глазурь
Чернолощеная, краснолощеная, обварная, майолика…Каких только разновидностей и способов отделки керамики за тысячелетия не придумали гончары! После обжига необработанная глина имеет пористую структуру и пропускает воду, а значит, такую посуду нельзя использовать на кухне. Чтобы сделать материал водонепроницаемым, мастера используют старинные техники обработки. По словам Сергея Зацаренского, гончара из Ростова-на-Дону, наиболее популярные – молочение, обвара и ганозис.
Сергей Зацаренский:
– Молочение так называется потому, что обожженное изделие окунают в жирное молоко, а потом прокаливают при температуре 300 градусов. Казеин склеивает поры, глина становится водонепроницаемой, а изделие приобретает красивый цвет – от коричневого до черного, а также блеск. А вот чтобы получить черные разводы с хаотичными пятнами, делают обвару: раскаленное докрасна изделие окунают в мучную болтушку с дрожжами, отрубями и кисломолочными отходами. Также чтобы глина не пропускала воду, ее вощат – эта технология называется ганозис. Воск с маслами слегка подогревают, пропитывают ими нагретое изделие, а затем полируют тряпочкой из сукна или войлока.
Появляются и новые технологии – так, фасадную керамику для водонепроницаемости теперь модно пропитывать аквастопами.
Придать цвет керамике можно не только с помощью молока, воска и мучной болтушки. Богатую палитру цветов дают смеси различных минералов, солей, пепла и шлака. Глазури медью и малахитом окрашивают в голубые, синие оттенки, свинцовые – в зеленые и так далее.
Сергей Зацаренский:
– В прежние времена для получения цвета гончары пережигали на чугунной сковороде свинец в муку, просеивали через сито. Для зеленого цвета добавляли медный купорос, для красного – железный, для желтого – сурьмы и белил, для коричневого – окись марганца. Само изделие обмазывали солидолом и керосином, обсыпали приготовленной мукой и ставили на обжиг – приставший глет образовывал яркую блестящую глазурь.
Блестящие крынки глубокого черного цвета – это чернолощеная керамика. Такая изготавливалась еще в третьем тысячелетии до нашей эры. В чернолощеной посуде долго не киснет молоко и сливки, не засахаривается мед, она стойко выдерживает перепады температуры. Рецепт изготовления черных горшков на протяжении веков оставался неизменным: сначала изделие формируют на гончарном круге, сушат и обжигают в печи, а затем помещают в чан с опилками, закрывают крышкой и коптят. После этого натирают до блеска.
Виталий Гычев, гончар:
– Гончарное искусство сегодня перестало быть утилитарным, а носит декоративный характер. Крынки и квасники теперь редко используют по назначению, а чаще приобретают для украшения интерьера. Хотя лично я дома люблю готовить и хранить пищу в глиняной посуде – это не только красиво, но еще и очень удобно.
Гостья с Майорки
Вершина глиняного перевоплощения – яркая майолика – разновидность керамики, изготавливаемая из обожженной глины с использованием расписной глазури. В технике майолики выполняют изразцы, посуду, статуэтки, декоративные панно. Секретами этой техники владели еще мастера Древнего Египта. Но по-настоящему популярной расписная керамика стала в эпоху ренессанса, попав в Италию через испанский остров Майорку – от географического названия и произошел термин «майолика».
Одним из крупных центров майолики в России еще в XVII веке стал Ярославль, где изготавливали изразцы для украшения храмов и домов. И сегодня Ярославль славится своей керамикой – таких сервизов и скульптур не производят больше нигде в мире.
Создание ярких статуэток начинается с лепки пластилиновой миниатюры. На этом этапе будущая майолика мягка и податлива, а скульптор может проработать даже мелкие детали. Далее мастера заливают миниатюры гипсовым раствором, который, застывая, принимает форму скульптуры. Затем гипсовую форму заполняют шникером – жидким раствором глины. Спустя несколько минут форму освобождают от шникера и оставляют сушиться. После того, как гипсовые оковы снимают, остается тонкий глиняный черепок – через несколько суток его отправляют в печь.
Обожженную керамическую фигуру окунают в белую эмаль и расписывают матовыми стекловидными красками, которые мгновенно засыхают. Это невероятно кропотливый процесс, ведь у художника нет права на ошибку – если рука дрогнет, лишнее пятнышко уже ничем не закрасишь. После обжига матовая блеклая фигурка обретает яркость и глянец. Получается такая вот красота:
Если вы хотите украсить свой дом изразцами, почитайте советы наших форумчан в этой теме. Также советуем посмотреть наше видео, в котором подробно рассказывается о производстве изразцовой плитки. Рекомендации по выбору правильной посуды для готовки в печи вы найдете здесь.
