Basic HTML Version
7
Keramický zpravodaj 29 (5) (2013)
Experiment
V rámci jednoduchého experimentu byly porovnávány
vlastnosti tradičního porcelánového střepu (systém kao-
lín – křemen - živec) a jeho alternativy s použitím hlini-
tanového cementu (Almatis CA-14 M s obsahem 70 %
Al
2
O
3
a počátkem tuhnutí 230 minut) jako pojiva místo
standardně používaného plaveného kaolínu (Sedlec Ia).
Základními použitými neplastickými surovinami byly
mikromletý křemenný písek ST 9 (Sklopísek Střeleč) s ob-
sahem více než 99 % SiO
2
a jako tavivo byl použit prů-
myslově mletý draselný živec třídy Ž75K13 (LB Minerals)
z lomu Halámky. Granulometrie použitých neplastických
surovin je uvedena v tab. 3.
Surovinové směsi (tab. 5) byly připraveny suchou ho-
mogenizací průmyslově pomletých vstupních surovin,
ze kterých byla připravena licí břečka o shodné konzis-
tenci (rozlití na střásacím stolku 255 mm podle ČSN EN
1015 – 3) s obsahem 0,35 % hexametafosfátu sodného
(z hmotnosti cementu, resp. kaolínu) jako ztekucovadla.
Zkušební vzorky o velikosti 100 x 20 x 20 mm byly při-
praveny litím do sádrové formy (kaolínová směs), resp.
ocelové formy (cementová směs).
Po vysušení zkušebních vzorků při 110 °C do konstantní
hmotnosti byla stanovena pevnost v ohybu výsušku s vý-
razně pozitivnějším výsledkem pro vzorek B na bázi hli-
nitanového cementu (3,8 MPa při objemové hmotnosti
1610 kg.m
-3
) v porovnání s kaolínovou verzí A (0,3 MPa
při objemové hmotnosti 1660 kg.m
-3
).
Zkušební vzorky se vypalovaly v laboratorní elektrické peci na
tři teploty: 1180 °C, 1210 °C a 1240 °C s nárůstem teploty
10 °C za minutu a výdrží 30 minut na příslušné maximální
teplotě. Chlazení zkušebních těles probíhalo samovolně.
Hydrostatickým vážením bylo zjištěno, že kaolínový typ
střepu A vykazuje výrazně vyšší slinovací aktivitu – střep
má nižší nasákavost E, zdánlivou pórovitost PZ, délkové
změny pálením DP a vyšší objemovou hmotnost B (ČSN
EN ISO 10545) při všech vypalovacích teplotách. Nižší
pórovitost střepu na bázi kaolínu se potom projevila
v jeho vyšší pevnosti v ohybu R (tab. 6).
Během termické dilatometrické analýzy DKTA (obr. 4)
byl zkušební vzorek vypalován na teplotu 1280 °C bez
izotermické výdrže s nárůstem teploty 3 °C/min s kon-
tinuálním záznamem délky vzorku. Obě směsi vykazují
obdobnou slinovací aktivitu, která se projevuje shodným
smrštěním výpalem okolo 6,8 % (obr. 4). Lze se domnívat,
že směs na bázi kaolinu je výrazněji citlivější na použitý rych-
Ozn.
Složení směsi [% hmotnostní]
A
20 % plavený kaolín Sedlec Ia, 30 % živec
Ž75K13, 50 % křemenný písek ST9 Střeleč
B
20 % hlinitanový cement Almatis CA-14 M, 30
% živec Ž75K13, 50 % křemenný písek ST9
Střeleč
Směs
KTR [K
-1
]
A
92,4.10
-7
B
80,8.10
-7
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MnO TiO
2
CaO MgO K
2
O Na
2
O ZŽ
Ž75K13
70,96 16,10
0,10
0,00 0,04
0,30 0,06 10,36 1,90 0,20
CA-14 M
‹0,30 71,00
‹0,2
0,00 0,00 28,00 ‹0,03 0,00 ‹0,30 0,00
Obsah složky [%]
Písek
ST 9
Živec
Ž75K13
Cement
CA-14 M
Střední velikost
zrna d
50
[μm]
6,0
18,0
13,0
Směs
DP
[%]
E
[%]
P
[%]
B
[kg.m
-3
]
R
[MPa]
1180,0 -5,2 11,5 22,5 1948,0 17,1
1210,0 -6,6 10,0 20,0 2009,0 23,0
1240,0 -8,8 4,6 9,9 2189,0 27,5
1180,0 -4,0 20,7 34,5 1662,0 14,6
1210,0 -4,6 16,1 28,9 1800,0 17,1
1240,0 -6,5 12,2 22,5 1849,0 25,2
A
B
Obr. 4
DKTA porovnávaných vzorků (3 °C/min, bez
výdrže na max. teplotě)
Tab. 7
Hodnota součinitele délkové teplotní
roztažnosti KTR vypálených střepů
Tab. 5
Složení surovinových směsí
Tab. 4
Chemické složení použitého živce Ž75K13 a hlinitanového cementu Almatis CA-14 M
Tab. 3
Granulometrie použitých surovin
Tab. 6
Vlastnosti vypálených střepů v závislosti na
teplotě výpalu