Basic HTML Version
6
Keramický zpravodaj 29 (5) (2013)
vazbou, která tuhne a tvrdne za normální teploty. Vznik-
lé hydráty se postupně při ohřevu rozkládají v intervalu
200 - 600 °C, při 800 °C pevnost klesá na méně než 50 %
původní pevnosti [3]. Při dalším zvyšování teploty lze zazna-
menat nárůst pevnosti, kdy dochází k postupnému vzniku
keramické vazby (nad 1000 °C). Reakce v žárobetonu
probíhají v následujícím pořadí: hydratace (hydraulická vaz-
ba)→dehydratace→slinování (keramická vazba). Hydraulickými
složkami hlinitanových cementů jsou převážně CaO.Al
2
O
3
,
12CaO.7Al
2
O
3
, CaO.Al
2
O
3
a CaO.2Al
2
O
3
. Obecně platí, že
s rostoucím obsahem Al
2
O
3
roste kvalita hlinitanového ce-
mentu z hlediska žárovzdornosti. Žárovzdorná výroba v ČR
používá hlinitanové cementy následujících značek (výrob-
ců): Secar (Lafarge), Gorkal, Almatis a Istra.
Cílem článku je představit možnosti a výhody výroby střepu
porcelánu s využitím hydraulické vazby – hlinitanového ce-
mentu – na místo standardně používané keramické vazby
na bázi kalolínu, resp. bile se pálicích vazných kaolinitických
jílů. Porovnány jsou vlastnosti střepů obou typů porcelánu.
Anortitický porcelánový střep na bázi hlinitanového
cementu
Porcelánový střep, jehož hlavní mineralogickou fází je
anortit CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
byl připraven [4] ze směsi 20 %
hmotnostních hlinitanového cementu (70 % Al
2
O
3
, minera-
logicky převládá CA a CA
2
), 20–60 % hmot. křemenného
písku a 20–60 % hmot. kvalitního draselného živce, který
odpovídá značce přibližně Ž90K17 podle ČSN 721370.
Zkušební vzorky byly připraveny pístovým lisováním
(10 MPa) z granulátu o vlhkosti 20 %. Typické pro tyto
výlisky je výrazně vyšší pevnost v ohybu (obr. 1) v porov-
nání s výlisky na bázi standardní porcelánové směsi kao-
lín – křemen – živec. Nejvyšší nárůst pevnosti výlisku byl
pozorován mezi 12 a 24 hodinami hydratace cementu
(při běžných laboratorních podmínkách). Rostoucí obsah
živce v surovinové směsi mírně zvyšuje objemovou hmot-
nost i pevnost v ohybu výlisku (obr. 2).
Výlisky byly poté vysušeny 24 hodin při teplotě 50 °C
a vypáleny na teplotu 1300 °C (výdrž 1 hodina). Kře-
men, anortit, skelná fáze a korund jsou hlavními mi-
neralogickými fázemi ve všech vypálených střepech.
Střep s nejvyšším obsahem křemene obsahoval navíc
i cristobalit. Nejvyšší objemovou hmotnost vykazoval
střep s obsahem 30 % živce (50 % křemene) – obr. 3
s nejvyšší pevností v ohybu cca 81 MPa a nejnižší nasá-
kavostí (0,02 %). Délková změna pálením (smrštění) se
zvyšuje s rostoucím obsahem křemene v surovinové, tedy
překvapivě klesá s rostoucím obsahem živce.
Nový typ vysoce slinutého střepu na bázi anortitu [5] byl
připraven ze směsi jílu, wollastonitu, korundu, křemene
a mastku po výpalu na 1225 °C. Po výpalu tento materiál
obsahoval 52 % anortitu, 12 % korundu a 8 % cristo-
balitu a zbytek byla skelná fáze. Konvenční typ porcelánu
obsahuje asi 65 % skelné fáze (35 % krystalické fáze
v podobě mullitu, křemene a cristobalitu), anortitový
střep obsahuje jen 28 % skelné fáze (72 % krystalické
fáze). Tato skutečnost se projeví ve vyšší pevnosti v ohy-
bu anortitového porcelánu (kolem 110 MPa, standardní
typ porcelánu kolem 55 MPa), jeho nižší délkové teplotní
roztažnosti a vyšší bělosti.
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
TiO
2
CaO MgO Na
2
O K
2
O zž celkem
Živec
67,7
17,5
0,2
0,0
0,1
0,1
3,3 10,6 0,4
100,0
Písek
98,1
1,0
0,2
99,3
Cement
0,6
70,4
0,1
28,1
0,2
99,4
Tab. 2
Chemické složení použitých surovin [4]
Obr. 2
Pevnost v ohybu výlisku v závislosti na složení
surovinové směsi [4]
Obr. 3
Objemová hmotnost střepu v závislosti na
složení surovinové směsi [4]
Obr. 1
Pevnost v ohybu výlisku v závislosti na době
hydratace cementu [4]