РАБОТА № 8 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЩЕЛОЧЕСТОЙКОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ


1. Цель работы — Определение щелочестойкости керамических образцов

2. Теоретическая часть

Керамическими называют изделия, получаемые формованием и обжигом глин, трепелов, диатомитов и других видов минерального сырья с различными добав­ками или без них.

Материал (или тело), из которого состоят керами­ческие изделия, в технологии керамики называют керамическим черепком. Керамические строительные изделия, классифицируют по структуре образующегося после обжига черепка, конструктивному назначению, способу формования.

По характеру строения черепка различают изделия с пористым, и спекшимся (плотным) черепком, а также изделия грубой и тонкой керамики.

К изделиям с пористым черепком относятся изделия с водопоглощением черепка 8—10% по массе. Они не­прозрачны, под давлением пропускают воду. К пористым относятся стеновые, кровельные изделия, дренажные трубы, терракота1 и т. д., к пористым глазурованным — облицовочные кирпичи и плитки, изразцы, санитарно-строительные, фаянсовые изделия.

Изделия со спекшимся черепком имеют водопоглощение 3—10%, не пропускают воду, в изломе имеют блестящую поверхность. К ним относятся клинкерный кирпич, плитки для полов и глазурированные изделия (канализационные трубы, .санитарно-строительные изде­лия из фарфоровых и полуфарфоровых масс).

Для снижения водопроницаемости изделий, отделки их поверхности и защиты от воздействия внешней среды используют глазури (стекловидные покрытия) и ангобы (керамические декоративные покрытия).

У изделий грубой керамики черепок имеет в изломе зернистое строение (макронеоднородное). Большинство строительных керамических изделий — строительный кир­пич, черепица, канализационные трубы и т. д.— являют­ся изделиями грубой керамики. У изделий тонкой кера­мики излом черепка имеет макрооднородное строение. Он может быть пористым, как например, у фаянсовых

По конструктивному назначению керамические изде­лия разделяют на стеновые (кирпич, камни керами­ческие, блоки, панели), кровельные (черепица глиняная), для перекрытий (пустотелые камни, балки, панели перекрытия и покрытия из керамических камней), для облицовки фасадов зданий (кирпич и камни керами­ческие лицевые, ковровая керамика, архитектурно-художественные детали, плитки фасадные, подоконные сливы, плитки малогабаритные), для внутренней обли­цовки (плитки для полов, глазурованные плитки и фа­сонные детали к ним — карнизы, уголки, пояски), заполнители для легких бетонов (аглопорит, керамзит, «керамдор»), трубы керамические канализационные и дренажные, дорожный кирпич, санитарно-технические (умывальные столы, ванны, унитазы), кислотоупорные (кирпич, плитки, трубы) и фасонные детали к ним, огнеупоры и теплоизоляционные (перлитокерамика, диатомитовая и др.).

По способу формования различают изделия пласти­ческого формования, полусухого прессования и литьевые. К изделиям пластического формования относят кирпич полнотелый керамический, строительный легкий, керами­ческие камни и др. К изделиям полусухого прессова­ния — кирпич пустотелый керамический, плитки обли­цовочные, плитки для полов (метлахские) и др., к литьевым — плитки майоликовые, фасадные, ковровые, санитарно-технические и др.

Щелочестойкость керамических изделий - способность их противостоять воздействию заданной щелочи определенной концентрации при определенных условиях без последующего появления дефектов на глазурованной поверхности и (или) разрушения черепка.

Стойкость керамических изделий в кислых и щелочных средах определяется их химическим составом, а также пористостью и характером пор. Чем выше пористость изделий, тем сильнее проявляется воздействие на них жидких или газообразных сред. При наличии закрытых пор, изолированных друг от друга и от внешней среды, разрушающее действие агрессивных компонентов слабее, чем в случае открытых пор. При обжиге на поверхности всех керамических материалов, включая обычный кирпич, образуется слой с более высокой химической стойкостью.

Стойкость керамических изделий в кислых и щелочных средах определяется их химическим составом, а также пористостью и характером пор. Чем выше пористость изделий, тем сильнее проявляется агрессивное воздействие на них растворов. При наличии закрытых пор, изолированных друг от друга и от атмосферы, разрушающее действие агрессивных растворов значительно слабее, чем в случае открытых пор, благодаря которым водные растворы с легкостью проникают вглубь материала. При обжиге на поверхности всех керамических материалов, включая обычный кирпич, образуется защитный слой.

3. Методика проведения работы

 Аппаратура, реактивы и растворы

Шкаф сушильный лабораторный по ГОСТ 7365-55 или другой, обеспечивающий температуру 1050С.

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 11000С.

Весы лабораторные аналитические 1 кл. ВЛА-200 М или другие с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.

Холодильник стеклянный лабораторный по ГОСТ 9499-70.

Колба коническая по ГОСТ 10394-72.

Фильтры обеззоленные «белая лента».

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, х.ч., 10, 35%-ные растворы.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, х.ч., 10%-ный раствор.

Индикатор метиловый оранжевый по ГОСТ 10816-64, 0,10%-ный водный раствор.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

 Проведение испытания

Определение щелочестойкости проводят в вытяжном шкафу. Из подготовленной пробы зерен берут одновременно две навески по 1 г, высушенные до постоянной массы и взвешенные с погрешностью не более 0,0002 г, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и приливают 100 см3 35%-ного раствора гидроокиси натрия.

Колбу помещают на предварительно нагретую песчаную баню или электроплитку с закрытой спиралью, соединяют с обратным холодильником и кипятят в течение 1 ч. За начало кипения принимают появление пузырьков на поверхности щелочи и движение в ней частиц пробы.

Отсоединяют холодильник, колбу снимают и охлаждают в течение 10 мин.

Осторожно сливают раствор гидроокиси натрия в стеклянный стакан. В колбу с содержимым приливают 50-60 см3 нагретой до 600С дистиллированной воды, 30 см3 раствора соляной кислоты и все содержимое переносят на фильтр.

Зерна на фильтре промывают нагретой до 600С дистиллированной водой до отрицательной реакции на кислоту по индикатору метиловому оранжевому.

3. Зерна с фильтром подсушивают, помещают в предварительно прокаленный и взвешенный фарфоровый тигель, прокаливают при 950-10000С до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

При определении щелочестойкости оборудования из керамики допускается применять 10%-ный раствор гидроокиси натрия.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Щелочестойкость (Х) в процентах вычисляют по формуле

где  m1масса зерен керамического материала после испытания, г;

m масса зерен керамического материала после испытания, г.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,5%.

 Контрольные вопросы

1. Что предсавляют собой керамические изделия?.

2. Стойкость керамических изделий в щелочных средах чем определяется.

3. Вычисление щелочестойкости.