Пошукова робота

з декоративно-прикладного мистецтва

на тему:

Глина – сировина керамічної промисловості, матеріал для виробництва
художніх виробів

та творів вжиткового мистецтва.

Вступ

Існуюча наукова гіпотеза (думка) твердить про початок діяльності людини
в старокам’яну добу (палеоліт) (100000 р. до н.е.) в т.зв. мустьєрську
добу. В цю добу людина навчилась видобували вогонь і разом з цим
обробляли глину, готуючи примітивний посуд для своїх потреб.

Перші витвори мистецтва з глини (статуетки) датуються 23000 р. до н.е.

На території України поява таких статуеток відноситься до доби пізнього
палеоліту (епохи оріньокська-солютрейська-мадленська – 25000-15000 р. до
н.е.).

Біля 9000 р. до н.е. в Японії склалася культура Дзйомон – ремісники
оздоблюють глиняний посуд узорами.

Ще в новокам’яну добу (неоліт) (7000-6000 р. до н.е.) на території
України людина починає виробляти посуд з глини з різними прикрасами і
гончарство дуже облегшує життя.

Найстаріші будови в Західній Азії із цегли-сирцю датуються біля 8000 р.
до н.е. А побудова першого міста Чатал-Хююк (Турція) із цегли-сирцю
датується біля 6000 р. до н.е. В будинках, що прилягли один до другого
споруджених із цегли-сирцю в цей час жило більше 5000 мешканців. В
головній кімнати будинку цього міста стояли лавки на яких сиділи і спали
були місця для ватри і піч. Міщани займалися зброярством, ткацтвом і
гончарством. Біля 4500 р. до н.е. широкого розмаху набирає гончарство в
Намібії.

Ще в кам’яному віці в Китаї будували глинобитне житло з дахом в формі
конуса, а починаючи десь біля 5000 р. до н.е. стали будувати їх із цегли
сирцю.

Біля 4000 р. до н.е. мешканці західного побережжя Африки виготовляють
глиняний посуд.

Біля 2500 р. до н.е. в долині ріки Інд (Індія) великими містами були
Харапп, Мохенфно-Даро та Лахол. Харап і Мохенджо-Даро зайняли площу біля
двох квадратних кілометри. В кожному місті будували храм, громадські
басейни для омивання з підігрівом води, великі споруди (можливо дитинці)
та зерносховища.

Будинки будувались двохповерховими із випаленої цегли і для захисту від
вологи стіни і дахи покривались бітумом. Місто процвітало на протязі
1000 років. І біля 1700 р. до н.е. воно було зруйноване землетрусом і
наводненням.

1. Класифікація глин і визначення показників

Глини, як сировина для кераміки, представляють собою групу гірських
порід, які складаються із глинистих мінералів і являються сировиною для
кераміки класифікуються за слідуючи ми ознаками:

за вогнетривкістю;

за вмістом оксиду алюмінію (Al2O3);

за вмістом красячих оксидів (Fe2O3 і TiO2);

за вмістом водорозчинних солей;

за мінеральним складом;

за вмістом тонко диспансерних фракцій;

за вмістом тонкодисперсних фракцій;

за вмістом крупнозернистих включень;

за пластичністю;

за механічною міцністю на згиб в сухому стані;

за стікаємостю;

за вмістом вільного кремнезему.

Показники за даною класифікувати встановлені Держстандартом 9169-75,
який діє на даний час.

Визначення показників якості глинистої сировини повинно проводитись:

вогнетривкість – Держстандарт 4069-69;

вміст оксиду алюмінію (Al2O3) – Держстандарт 2642.1-71;

вміст хлор-іонів в водяні витяжці – Держстандарт 21216.7-75

вміст кальцію і магнію в водяній витяжці – Держстандарт 21216.6-75;

вміст сульфат-іонів в водяній витяжці – Держстандарт 21216.8-75;

вміст двоокису вуглецю – Держстандарт 21216.5-75;

мінеральний склад – Держстандарт 21216.10-75;

вміст тонко диспансерних фракцій – Держстандарт 21216.2-75;

вміст крупнозернистих домішок – Держстандарт 21216.4-75;

пластичність – Держстандарт 21216.1-75;

міцність – Держстандарт 19609.22-74;

спікаємість – Держстандарт 21216.9-75;

вміст вільного кремнію – Держстандарт 21216.3-75

2.1. Глина в природі

Глина в сухому стані – кусковий сипучий матеріал дуже різноманітний за
своїм складом і властивостями мінеральних сумішей, які при замочені
водою набирають пластичних властивостей, здатні формуватись, висихати та
при випалюванні перетворюватися в щільний матеріал.

Глина утворюється внаслідок природного фізичного і хімічного
вивітрювання польовошпатових гірських порід таких як граніт, абсид
(вулканічне скло), туф, а також при розрушенні гнейсів.

Глини бувають первинні (еллювіальні) це ті що знаходяться на місці
утворення, і вторинні, цебто перевідложені водними потоками та вітром.
Воринні глини мають слоїсту будову пласту. Вторинні глини в процесі їх
переносу водою чи вітром можуть втрачати певні складові частини або
забруднюватись побічними домішками (мінералами) в різних кількостях. Що
пояснює строкатість глин по зовнішньому виду, хімічному складу та
технологічних властивостях в межах одного родовища.

2.2. Види вторинних глин

В природі існує, в основному, три види вторинних глин.

Делювіальні глини – це глини перенесені дощовими та сніговими водами на
невелику віддаль від місця свого походження. Характеризуються
слоїстістю, дуже не однорідністю по хімічному складу та фізичних
властивостях, часто засмічені різними домішками.

Льодовикові глини – переміщені при насуванні льодовиків. Вони залягають
лінзами і відзначаються великим вмістом великих та дрібних камінних
включень.

Лесовидні глини переносяться вітром. Характеризуються однорідністю
складу, пористою будовою та високим вмістом пилу.

2.3. Мінеральна характеристика глин

Глина складається із основних глиноутворюючих мінералів та мінералів
примі сей та ряду мікропримісей. До групи глинястих мінералів
відносяться.

Каолінітові група, яка включає в себе найбільш поширений глинястий
мінерал каолініт, характеризується слоїстою будовою. Розмір лусочок –
біля 0,001 мм. Має гідрофільні властивості. З водою утворює пластичне
тісто, мало набухає, мало чутливий при суміші та випалу.

Каолініт входить в склад переважної більшості глин, в основному
вогнетривких, трудноплавких та каоліну, що являється сировиною в тонкій
кераміці (порцеляна, фарфор, фаянс).

Гідрослюдиста група (іпіт, московіт) – найбільш поширена різновидність в
легкоплавких глинах та в невеликих кількостях – в вогнетривких глинах.
Слюдоподібні пластинки або лєдска різної товщини. Характеризується
гідрофільними властивостями. Розмір частинок менше 0,001 мм.

Монтмориланітова група, до складу якої входить власне мінерал,
монтморилоніт, а також нонтроніт, бейделіт, який складається із складних
гідро алюмосилікатів і містить Са, Mg, Na, Fe. По своїй будові це
лусковидні частинки. Характерною ознакою для них є властивість набухань.
Мінерали цієї групи входять в склад відбілюючи (бентонітових) та
високопластичних глин. Розміри частинок менше мікрона.

2.4. Домішки

Домішками в глині слід вважати такі мінерали як кварц, карбонати кальцію
та магнію, гіпс, польовий шпат, слюда та ряд розчинних солей (NaCl
кухонна сіль + KCl — сільвін).

2.5. Хімічний склад глин

За хімічним складом глини являють собою сполуки в формі окислів, солей,
органічних речовин та води.

В склад поширених глин входять окисли в таких межах:

— двоокис кремнію (SiO2) від 60 до 85%;

— окис алюмінію (Al2O3) не менше 5%;

— окис заліза (Fe2O3) і закисзаліза (FeO) не більше 14%;

— сума окисів кальцію (CaO) і окис магнію (MgO) не більше 20%;

— сума окисів натрію (Na2O) і калію (K2O) – не більше 7%.

Двооксид кремнію (SiO2) в глину входить в зв’язаній формі (SiO2) –
кварц.

Складає скелет речовини.

Окис алюмінію (Al2O3) находиться в глині в зв’язаній формі в складі
глиноутворюючих мінералів. Він є найбільш трудно плавким окислом. З
підвищенням вмісту окису алюмінію в глині підвищується її пластичність
та міцність виробів.

Окис заліза (Fe2O3) міститься в основному в складі домішок до глини і
придає виробам після їх випалу переважно червоного кольору.

Окис кальцію (CaO) та оксид магнію (MgO) входять в склад карбонатних
порід – вапняка, кальцита, доломіту і знаходяться в глині в формі
карбонатів CaCO3 і MgCO3. наявність карбонатів в формі зерен приводить
до розрушення глиняних виробів.

Окисли лужних металів являються плавнями і сприяють міцності і щільності
виробу.

2.6. Зерновий склад

Глина за зерновим складом поділяється на високодисперсну, якщо вона
містить фракції менше 0,01 мм більше 85% і фракції менше 0,001 мм 60%,
дисперсну, якщо в неї входять фракції менше 0,01 мм, 40 до 855 і
фракції, менше 0,01 мм 20 до 60%, грубо дисперсна, якщо відповідно тих
фракцій менше 40% і менше 20%. Більш дисперсна глина є пластичніша.
Фракції розміром більше 2,0 мм рахуються домішками.

2.7. Технологічні властивості глини.

До найбільш важливих технологічних властивостей глин належать
пластичність, повітряне лінійне скорочення (при сушці), чутливість до
сушки, лінійне скорочення при випалі.

Пластичність це здатність глини давати при добавленні води давати масу,
яка під дією зовнішніх зусиль може без тріскання приймати форму і
зберігати її після зняття цих зусиль.

Пластичність залежить від мінерального складу глини, розміру і форми її
частинок. По числу пластичності глини розподіляють на п’ять класів:
високопластична, середньопластична, помірнопластична, малопластична і
непластична (не творить пластичної маси).

Повітряним лінійним скороченням глиняної сировини називають зміну при
сушці лінійних розмірів та об’єму відформованих із цієї сировини
взірців. Повітряне лінійне скорочення для глин складає від 2 до 8%.

Чутливість глини до сушки характеризують тріщеностійкість глини і
визначається коефіцієнтом Кr, який визначається за формулою:

— зменшення одиниці об’єму взірця, висушеного до постійної ваги на
відкритому повітрі;

— об’єм пор, віднесений до одиниці об’єму взірця, висушеного до
постійного ваги на відкритому повітрі.

За степенем чутливості до сушки глини діляться на слідуючи класи:

1,0;

глини середньої чутливості при Кr = 1,0 до 1,5;

1,5.

Лінійне скорочення при випалі називається зменшення лінійних розмірів і
об’єму висушеного взірця після випалення його.

Повне лінійне і об’ємне скорочення визначається як сума повітряного
лінійного скорочення та лінійного скорочення при випалі. Повне лінійне
скорочення може сягати від 8 до 12%.

3.1. Добування глини

Глина для виробництва керамічних виробів ведеться, в основному,
механізованим способом в спеціально об лаштованих кар’єрах.

Для організації кар’єру необхідно виконати підготовчі роботи, що
включають: проведення геологорозвідувальних робіт у відповідності з
діючими методиками, затвердження запасів сировини в Комітеті по
сировинних запасах України, складання проекту ведення гірничих робіт та
календарного плану ведення гірничих робіт, розкриття родовища, створення
забою для добування сировини (глини) та будівництво під’їзної дороги до
кар’єру.

Добування глини – це процес відділення її від тіла масиву і навантаження
на транспортні засоби. Переважна більшість родовищ глини розроблюються
відкритим способом. Добування, переважно, ведеться при позитивних
температурах.

3.2. Гомогенізація та зберігання глини

Добута глина із кар’єру, як правило, повинна проходити ряд процесів до
того як поступити на механізовану та технологічну переробку.

Із-за строкатості хімічних, фізичних та технологічних показників глини
як сировини для виготовлення керамічних виробів на практиці
здійснюються такі заходи: вилежування, переморожування, літування та
замочування.

Період виробництва керамічних виробів, дуже часто, довший чим період
роботи кар’єру. Таке положення можливе при використанні сировини яка
зберігається в запасниках. Запасники бувають відкриті у формі площадок і
ям зберігання та механізованих великих запасників. Малі гончарні
виробництва часто мають спеціальні приміщення для вилежування
переробленої глини в формі заготовок або стрічкового бруса.

За літо і осінь ведеться заготовка глини на переморожування, а в
весняний час заготовляється сировина на літування. Термін видержування
від 6 до 12 місяців. Як переморожування так і літування організовується
складанням в бурти і довготермінове вилежування. Висота бурта не повинна
перевищувати 1 м.

При замерзанні та відтаюванні глини проходять процеси руйнування
існуючих структур глини зростає пластичність та відбувається певний
хімічний процес.

Такі ж процеси проходять при ліжуванні під дією дощів та дією сонячних
променів та тепла. Розробка борта ведеться на всю висоту, що сприяє
перемішуванню всіх шарів з яких складається бурт.

Замочування – дуже ефективний спосіб покращення технологічних
властивостей глини. Він здійснюється в буртах, або в спеціальних
ємкостях – бучильних ямах. При замочуванні до глини додається така
кількість води, щоб разом з кар’єрною вологою сировини одержати масу,
пригідну для дальшої механічної переробки.

4.1. Механічна переробка.

Механічна переробка глини полягає в тому, щоб якнайкраще розрушити
структуру глини, що створилась геологічно механічно перемішати глину з
водою яка необхідна для формовки виробів та з тими добавками які
необхідні за технологічним процесом.

Переробка глини здійснюється на вальцях грубого розмолу. Разом з грубим
розмолом проходить механічне виділення каміних та інших матеріалів, які
є недопустимі в глині. На другій стадії проходить тонкий розмол на
вальцях.

Тонко розмолота глина подається в лопатковий змішувач для зволоження і
одержування формовочної маси.

5.1. Формовка виробів.

Формовка виробів здійснюється стрічковими, штанговими чи
кривошипошатунними пресами, або вручну чи іншими механізованими
засобами, які використовуються в цій галузі. Крім наведеної схеми є ще
й шлікерний спосіб одержання виробів наливним способом та інш.
Сформовані вироби підлягають сушінню і випад.

5.2. Сушка виробів

Сушка виробів, як технологічний процес, необхідна для того, щоб
обезводнити міцності. На практиці, в весняно-літній і осінній час
користуються навісами і приміщеннями з приточно-витяжною вентиляцією для
сушки виробів.

Великі підприємства круглорічної дії сушать вироби в спеціальних
сушарках з приміщенням примусового руху теплоносія – нагрітого повітря.
Процес сушки ведеться у відповідності з технологічним регламентом.
Здійснюється лабораторний і візуальний контроль.

Вироби, які пройшли сушку проходять розблоковку. Вироби які мають
дефекти після сушки вибраковуються, а якісні вироби направляються на
глазуровання або на випал.

6.1. Глазуровання

Глазуровання це процес покриття сухих виробів спеціальною суспензією для
придання виробу непроникливості та зовнішнього оформлення в певний колір
чи орнамент.

Глазур це легкоплавний матеріал, який наноситься на поверхню виробу в
залежності від тих завдань які необхідно досягнути цим процесом.

Глазурі наносяться на вироби способом напилення тонким шаром, способом
окунання, способом змочування за допомогою кісточки та способом
глазурного розпису. Часто приміняють комбінований спосіб.

Глазуровання надає виробам значної механічної міцності, стійкості проти
атмосферного і хімічного впливу, робить їх щільними для рідини і газів;
крім того глазур надає поверхням виробу красивий блиск та колір.

Глазурі бувають прозорі (без кольору та кольорові) та глухі (не
прозорі).

Глазурі по хімічному складу поділяються на свинцеві; лужні;
лужно-свинцеві та на основі бури та борної кислоти та інш.

Основою для приготування глазурі служить кварц та каолін.

Спеціальними компонентами є:

Свинцевий глйот, свинцевий сурік, борна кислота, бура, безводна
кальцинована сода (вуглекислий натрій), поташ (вуглекислий калій), як
замінники вживають калієву силітру (азотокислу сіль калію) та натрієву
силітру (азотокислу сіль натрію), кухонну сіль (хлористий натрій),
крейду, мрамор, окись цинка, польовий шпат та ін.

Складові частини глазурі дозуються і розмолюються з водою для одержання
суспензії. Після висихання, зняття надлишків глазурі вироби ідуть на
випал.

7.1. Випал

Випал – це процес теплової обробки виробів з метою одержання методом
спікання міцних. Щільних і естетичних виробів. За своїм характером випал
є складним фізико-хімічним процесом, який включає виділення залишкової
вологи, процесів дегідратації глинястих мінералів, декарбонізації та
ряду хімічних процесів з утворенням складних хімічних сполук на основі
складників сировини. Процес випалу проходить від розігріву виробів від
температури навколишнього середовища до необхідної температури
випалювання 800-980 С та охолодження до температури навколишнього
середовища. Випалювання ведеться в печах періодичної або безперервної
дії.

Якість одержання продукції підлягає лабораторному і візуальному
контролю. Браковані вироби знищуються і в ужиток не допускаються.

Література

Воробйов В.А. Строительные материалы. Москва, Стройиздат, 1971 г.

Горянов К.Э., Дубецкий К.Н., Васильков С.Г. Попов Л.Н. Технология
минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. Москва,
Стройиздат, 1976 г.

Григорович М.Б. Минерально-сырьевая база промышлености строительных
материалов. Москва «Недра», 1972 г.

Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. Москва,
«Недра», 1968 г.

Микитчук В.И., Лепа В.С. Руками сельских умельцев. Киев «Урожай», 1989
г.

Семчишин Мирослав. Тисяча років української культури. Київ, 1998 г.

Фрай П.С. Всесвітня історія. Лондон, Нью-Йорк, Штудгарт, Москва, 1994 р.

Похожие записи