содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

Твердение гипсового раствора в производстве фарфоровых и фаянсовых изделий

 Процесс схватывания и твердения гипсового раствора по А. А. Байкову состоит из трех периодбв: растворения полуводного гипса в воде с образованием насыщенного раствора; превращения кристаллических частиц полуводного гипса в коллоидные частицы двуводного гипса и кристаллизации двуводного гипса из пересыщенного .раствора с увеличением размеров кристаллов. Имеются и другие точки зрения на процесс твердения гипсового раствора. Процесс твердения начинается через 5—8 мин после затворения гипса водой. Кристаллы полуводного гипса, присоединяя 1,5 молекул воды, переходят в двуводный гипс, раствор быстро перенасыщается кристаллами двуводного гипса, растворимость которого (2,6 г на 1 л воды при температуре 20° С) в 4 раза меньше полуводного гипса (10,5 г на 1 л воды) и из раствора выпадают мельчайшие, коллоидные частицы двуводного гипса. Образуется рыхлая пространственная сетка ввиду возникновения ван-дер-ваальсовых сил, действующих через тонкие пленки воды. Такая структура называется коагуляционной.
 

Рис. 35. Влияние условий изготовления гипсовых форм на их прочность
1— водогипсовое отношение; 2— продолжительность перемешивания; 3— степень измельчения

Вследствие выпадения из раствора частиц двуводного гипса раствор по отношению к полуводному гипсу становится ненасыщенным. В нем растворяются новые порции полуводного гипса и процесс повторяется.

Двуводный гипс быстро кристаллизуется, а тесное срастание его кристаллов приводит к затвердеванию гипсовой отливки и образованию кристаллизационной структуры формы.

Интенсивный рост кристаллов двугидрата происходит сразу же после заливки гипсового раствора в форму. Затвердевшая гипсовая масса представляет собой

каркас взаимосросшихся иглоподобных кристаллов устойчивого двуводного гипса с размером кристаллов 2—5 мкм, окруженных сетью сообщающихся пор, заполненных водой, а после испарения ее при сушке форм — связанных системой открытых пор.

Процесс схватывания гипсового раствора сопровождается незначительным увеличением объема гипса (на 0,1—0,3%). Высокое объемное расширение нежелательно, так как возникает опасность распушивания форм растущими кристаллами двуводного гипса и снижения прочности форм. Повышенное объемное расширение гипса уменьшают, затворяя его водой, содержащей известковое молоко, добавкой молотого двуводного гипса и др. Объемное расширение при твердении гипсового раствора способствует лучшему заполнению формы и более точному воспроизводству отливаемого изделия.

Твердение гипсового раствора может как ускоряться, так и замедляться при введении различных добавок. Влияние добавок в основном сводится к изменению формы и размеров двуводного гипса, прочности связи кристаллов в отливке и ее текстуры.

Все замедлители процесса схватывания раствора по-луводного гипса могут быть разделены на три группы: органические добавки с высокой молекулярной массой, образующие коллоидную защиту (клеи, желатин, меласса, гидролизированный протеин, сода и др.); добавки, уменьшающие растворимость гипса (спирт, глицерин, ацетон, сахар, фосфорная, борная, уксусная и лимонная кислоты, а также растворы их солей); добавки, изменяющие структуру двуводного гипса (триполифосфат, сапонин, ацетат кальция и др.).

Добавки, ускоряющие схватывание гипсового раствора; ССБ (0,1—5%), серная и соляная кислоты, щелочи, аммиак, крахмал, мыло, хромат кальция, фторид алюминия, силикат кальция, поваренная соль и др. Они в меньшей мере влияют на изменение формы и размер кристаллов двугидрата гипса, чем замедляющие добавки.

Мелкозернистая структура отливки имеет более высокую прочность, чем крупнозернистая. Со временем гипсовые формы теряют прочность в связи с образованием крупнозернистой структуры. Потеря прочности ускоряется при попеременном увлажнении (отливка изделий) и высушиваниии при температуре 60—70° С.

Уменьшение прочности в этом случае объясняется растворением игловидных кристаллов двугидрата, в результате чего в структуре гипсовой формы преобладают не-сросшиеся между собой частицы двуводного гипса. Изменения структуры форм в процессе эксплуатации незначительны и выход форм из строя объясняется, главным образом, износом их рабочих поверхностей.

Расход гипса составляет 120—200 кг на 1 т готовых фарфоровых и 100—150 кг на 1 т фаянсовых и майоликовых изделий. Для снижения стоимости форм используют примерно до 25% регенерированного (повторно обожженного) гипса из выбракованных форм. Расход формовочного гипса на 1 т гипсовых отливок равен 1,05 т, расход воды 1 м3.

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..