Basic HTML Version
Keramický zpravodaj 28 (6) (2012)
Vliv zdroje CaO na vlastnosti vypáleného
keramického střepu
(Effect of CaO source on the properties of ceramic body)
Lucie Vodová
1
, Radomír Sokolář
2
Abstrakt
Uhličitan vápenatý CaCO
3
a fluidní popílek byly použity
jako zdroje CaO ve směsi s vazným kaolinitickým jílem
a šamotovým ostřivem, které bylo připraveno výpalem té-
hož jílu na teplotu 1000 °C. Bylo sledováno mineralogické
složení vypálených střepů (900 – 1000 – 1100 – 1200 °C)
v návaznosti na fyzikálně-mechanických vlastnostech střepu
(pevnost, pórovitost, délkové změny pálením). Po výpalu
střepů na bázi surovinové směsi s obsahem CaCO
3
vzniká
nejdříve dmisteinbergit a poté anortit, který přispívá ke
zvýšení pevnosti střepu a snížení jeho pórovitosti při nižších
vypalovacích teplotách a omezuje délkové změny střepu
pálením. Fluidní popílek neovlivňuje vlastnosti střepu tak
výrazně jako uhličitan vápenatý.
Klíčová slova
jíl, CaO, anortit, pórovitost, pevnost
Abstract
Calcium carbonate CaCO
3
and fluidized fly ash as a source
of CaO in the raw material mixture with clay and fireclay
grog were used. Mineralogical composition of fired test
samples (900 - 1000 - 1100 - 1200 ° C) has been determi-
ned in relation to the physico-mechanical properties of the
body (strength, porosity, changes in length). After the firing
of test samples based on raw material mixture containing
CaCO
3
dmisteinbergit and anorthite arise, which help to in-
crease the strength of the body and reduce the porosity at
lower firing temperatures and reduces the length changes
of the body. Fluidized fly ash influences the properties of
the fired body significantly less as calcium carbonate.
Keywords
Clay, CaO, anorthite, porosity, strength
Úvod
Výpal vápenatých keramických surovinových směsí (zdrojem
CaO je běžně kalcit CaCO
3
) s sebou přináší vznik nových
fází, především anortitu CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
, který vzniká
přímo reakcí oxidu vápenatého a metakaolinitu nebo přes
termodynamicky nestabilní mezifázi gehlenit 2CaO.Al
2
O
3
.
SiO
2
. Ten dále reaguje s metakaolinitem Al
2
O
3
.2SiO
2
a oxi-
dem křemičitým SiO
2
:
2CaO.Al
2
O
3
.SiO
2
+ Al
2
O
3
.SiO
2
+ SiO
2
→
2(CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
)
Také vznikající mullit 3Al
2
O
3
.2SiO
2
může reakcí s oxidem vá-
penatým CaO a oxidem křemičitým vést ke vzniku anortitu:
3Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 4SiO
2
+ 3CaO
→
3(CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
)
[1]
Rozmezí teplot, kdy začíná vznikat anortit, se pohybuje
v intervalu 900–1000 °C [2]. Na vznik anortitu má vliv
například rychlost nárůstu teploty během výpalu [2] nebo
příměs oxidu boritého [3].
Jednou z nejspolehlivějších metod pro stanovení počátku
vzniku anortitu je dilatometrická termická analýza KDTA
(ČSN 72 1083). Keramický střep při krystalizaci anortitu
zvětšuje svůj objem (obr. 1).
Obr. 1
KDTA vápenaté surovinové směsi (křivka č. 1). Při
teplotě 900 °C je patrná tvorba anortitu, kterou
naznačuje výrazný růst délky střepu [4]
Byl posuzován vliv zdroje CaO (CaCO
3
, Ca(OH)
2
, mra-
morový prach, sádrokartonový odpad) na vznik anortitu
v keramickém střepu. [5] Cílem bylo definovat teplo-
tu vzniku anortitu. Základními surovinami byly křemen
a Al
2
O
3
. Surovinová směs se rozemlela v bubnovém mlýně
mokrým způsobem. Po vysušení vzniklých kalů na 80 °C
(24 hodin) byly lisovány zkušební vzorky ve tvaru válce
o průměru 15 mm a výšce 5 mm a byly podrobeny výpalu při
teplotě 1000–1300 °C. Je patrný vznik anortitu při teplotě
1200 °C (obr. 2), při nižších vypalovacích teplotách 1000
a 1100 °C se objevuje gehlenit a LAS (tzv. primární anor-
titová fáze neboli vrstevnatý hlinitokřemičitan CaAl
2
Si
2
O
8
-
„layered aluminosilicate“).
1
Radomír Sokolář, doc. Ing., Ph.D., Vysoké učení technické v Brně, fakulta stavební
Ústav technologie stavebních hmot a dílců, Veveří 95, 602 00 Brno, email: sokolar.r@fce.vutbr.cz
2
Lucie Vodová, Ing.,Vysoké učení technické v Brně, fakulta stavební, Ústav technologie stavebních hmot a dílců
Veveří 95, 602 00 Brno, email: vodova.l@fce.vutbr.cz.