建陶坯用粘土原料主要工艺性质及检验方法

    另一方面，在建筑陶瓷生产中粘土类原料却是坯体配方中所使用的主要原料之一，它在坯料中不仅起结合其他瘠性原料的作用，而且其本身的Al2O3含量和杂质含量还对陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度、软化温度、白度等有着重要的影响，所以如何对进厂时的粘土原料进行检验，避免粘土原料出现较大波动给生产带来不利的影响，如窑炉温度的波动、砖坯坯体颜色的差异、坯体强度不够、裂砖较多等，有着重要的作用。

     在多年从事粘土原料的检验过程中发现，要保证粘土原料购进的稳定性，主要需对粘土原料以下的几个性质进行控制：

     一、流速粘土原料球磨后流动性的好坏直接影响着陶瓷厂球磨工序的放浆流速比重，而泥浆比重的大小又直接关系到原料喷雾造粒工序重油的耗用情况，比重越大，泥浆的含水率越低，喷雾造粒时所用燃油越少，反之则越多。所以对粘土原料流速的快慢进行检测，对控制陶瓷厂燃油成本大有好处，而且浆料流动性越好越有利于喷雾塔工序控制的稳定，为生产出级配和水分都相对稳定的粉料打下一个良好的基础。

     二、结合性即粘土生坯的抗折强度：粘土结合性指粘土能粘结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并具有一定干燥强度的性质。它是粘土的主要性质之一，坯体只有具备了一定的干燥强度，才能保证成型、印花等工序的正常进行，减少生坯的损耗，提高收成率。

    三、白度二次粘土由于是经过迁移而再次沉积下来，所以都含有一定具有着色能力的金属氧化物，例如Fe2O3，粘土在燃烧后就会呈现出一定的颜色，颜色的深浅即白度会随着着色离子种类及含量多少发生变化。为保证生产出的产品颜色波动较小，首先就必须保证购进的每批粘土原料的白度相差不大，这点对抛光砖尤其重要，它直接对产品的色号产生较大的影响。

     四、烧成收缩率粘土经高温煅烧后，会产生收缩，其线性收缩的比例即为烧成收缩率。粘土原料进购时，每批次之间的烧成收缩率如存在较大差别，必然会导致陶瓷成品尺寸的波动，这样对那些尺寸控制相对较为严格的陶瓷产品，例如瓷片等，将产生较为不利的影响。

    五、游离石英含量游离石英由于硬度相对较高，所以球磨后也以相对较大粒子的形式存在浆料和粉料中，烧成时也较难完全溶解，由于游离石英在573℃晶型转变时存在较大体积变化，游离石英含量较高，急冷时陶瓷制品就容易开裂，对产品的收成率有较大的影响。

    六、化学成分化学成分是粘土原料的主要性质之一，它决定着粘土原料的烧结温度，进而影响着陶瓷制品的烧成温度，因此粘土原料化学成分的相对稳定有利于稳定窑炉的烧成温度，这对提高产品的质量大有好处。

    下面就本人检验粘土类原料的过程方法及相关工艺性质的检测方法进行简单的描述：

    一、预先的准备工作（标准样的选定）

对一段时期内的粘土原料的各种工艺性质进行统计，最好以半年或1年，把所得的数据进行处理后，得出各批次粘土原料的各种工艺性质的平均值，取1种各项工艺性质都接近平均值的粘土原料做为标准样，预先制好一些标准饼，以备以后与所检粘土原料进行对比。

    二、所检粘土原料样品的选取

    因粘土原料大多采用轮船运输，所以此工作一般在轮船上进行。取样时有代表性的在船样中选20～25个以上的不同点，这些点应该按比例包括各种不同颜色的粘土，取样总重量应在4.0～5.5kg左右。将取回的粘土充分混合均匀，将其分为比较均匀的20～25颗泥团，再将每颗泥团分为近似的两半，如此将整个粘土样分为两半，一半保留到检验结果认可或做复检用，另一半再充分混合均匀作检验样。

    三、球磨

    在所取粘土检验样中用四分法取1000g干料，按料：球：水＝300～500：800～1000：200～300（各厂可根据自己的工艺参数进行调节），配好入二球外加一定量的减水剂在快速球磨机上球磨15～25分钟。

    四、各性质指标检测方法

     1．流速。将球磨好的浆料过60目筛至塑料杯中，用恩式粘度计测流速。这里介绍一种简单易行且相对准确的方法：将挂好的粘度计容器部分完全浸没于浆料中，快速提起恩式粘度计，当粘度计全部离开浆面时开始计时，直到浆料全部从粘度计流完为止（流体不成线）所用的时间即为所检样的流速，要求刚出球时测3次。然后将浆料静止30分钟后再测3次，后3次的平均值与前三次的比值为检验样的触变性。

     2．抗折强度。将球磨好的浆料过60目筛，置于110～125℃的恒温烘箱下层充分烘干。烘干后拿出粗碎，冷却至室温，称取一定重量的粘土原料，按12.5％的水分计算好加水量，将水比较均匀地喷洒入粘土原料上，混合均匀，再用制粉并过20目筛，陈腐1小时以上，确保水分均匀。称取陈腐好的一定重量的粉料在实验压砖机上用恒定压力压制成具有一定厚度的长方形坯。称好湿坯重量，并记录好，然后置于烘箱中充分烘干，从烘箱中拿出，并称干坯的重量并记录好，湿坯的水分如在9.5～11.5％就测强度，不在此范围内再返工制坯，以减少水分波动对坯体强度的影响。用抗折强度仪测抗折强度，重复测四次，4次的算术平均值为该泥料的抗折强度。4次数据同算术平均值比较差值不能超过10％，否则再造粉压坯，以保证数据的准确性。粘土的抗折强度越好，就表明粘土的结合性越好。

     3．白度。取一定重量陈腐好的粉料，一般30克左右即可，用千斤顶在恒定压力下压制成饼，将所制的饼放入烘箱中烘干，同预先准备好的标准饼，同时置于高温耐火板上，放入窑炉内，饼烧好后，用白度仪测量白度（例如北京康光仪器有限公司的SC－80型白度仪），测量的步骤参见不同白度仪的操作说明。检验样与标准样的差别控制在±3℃内一般就可满足生产需要。

     4．烧成收缩率及烧成收缩率差。用游标卡尺测量已经烧好的饼的尺寸，计算好检验饼和标准饼的烧成收缩率以及收缩率差。烧成收缩率计算方法如下：烧成收缩率（％）＝（生坯饼的尺寸－烧后饼的尺寸）／生饼尺寸×100％收缩率差＝标准样的烧成收缩率－待检样的烧成收缩率根据本人的实际工作经验，一般每批粘土原料的收缩率差不应该超出土1.5％范围，否则会造成生产中砖坯尺寸的较大波动，而不利于生产的稳定。

     5．游离石英含量在所备检验样中称取重量为G1的粉料（此处重量指干料，可根据含水率折算成湿粘土的重量），在250目筛中充分用水洗净，将筛余倒出烘干，称筛余重量G2，测两次，两次的平均值为沙含量，沙含量的计算方法如下：粘土原料的沙含量（％）＝G2／G1×100％

    6．化学成分分析：有条件的陶瓷生产厂家可以从上述测验中取粉料送化验室分析，分析方法可以参考《陶瓷原料化学成分分析方法》，分析时尤其应该注意粘土原料的烧失量、Al2O3含量及SiO2含量。当然，粘土原料还有很多其它方面的性质，但本人认为如严格对粘土原料以上6个主要性质加以检验控制，就足以满足建筑陶瓷大生产的需要。　　在以上所述中有较多的个人想法，存在很多疏漏和错误，希望有关专家谅解，并提出宝贵意见，以纠正本人工作中的偏差。