Wpływ dodatku węglanu wapnia na proces spiekania różnych kaolinów

• Autorzy: Kłosek-Wawrzyn E. , Małolepszy J. , Murzyn P.

Warianty tytułu

EN

The influence of calcium carbonate addition for sintering different types of kaolines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces spiekania materiałów ceramicznych zależy od szeregu czynników m.in. takich jak rodzaj spiekanego materiału, początkowe zagęszczenie masy, jednorodność upakowania proszku, reakcje i przemiany fazowe zachodzące podczas ogrzewania, ilość i właściwości fazy ciekłej oraz warunki wypalania. W artykule przeanalizowano przebieg procesu spiekania kaolinowych mas ceramicznych z dodatkiem węglanu wapnia oraz określono wybrane właściwości uzyskanych tworzyw. W badaniach wykorzystano dwa surowce kaolinowe różniące się pomiędzy sobą zawartością kaolinitu i kwarcu oraz czysty węglan wapnia. Masy ceramiczne poddano badaniom termicznym metodą dylatometrii i mikroskopii wysokotemperaturowej. Dla wypalonych w różnych temperaturach (1220 °C, 1350 °C) tworzyw wyznaczono gęstość, nasiąkliwość, porowatość, wytrzymałość na zginanie oraz skład fazowy metodą XRD i SEM. W wyniku przeprowadzonych badań potwierdzono, że wpływ CaCO3 na spiekanie mas ceramicznych zależy od rodzaju kaolinu, ilości wprowadzanego węglanu i temperatury wypalania. W tworzywach z mas zawierających CaCO3, poza składnikami występującymi w tworzywach bez dodatków, takimi jak mullit, kwarc, trydymit, substancja amorficzna, stwierdzono dodatkowo obecność anortytu i gehlenitu. Przedstawione wyniki stanowią podstawę do badań nad wpływem węglanu wapnia na spiekanie i właściwości mas ceramiki budowlanej.

EN

The sintering process of ceramic materials depends on various factors such as the type of sintered material, initial densification of mass, homogeneity of powder packing, reactions and phase transformations, occurring during heating process, quantity and properties of liquid phase and firing conditions. In the article the sintering process of ceramic masses made of kaolin and calcium carbonate was analyzed, and selected properties of sintered materials were determined. The masses were prepared from two kaolines, containing different amounts of quartz. Thermal properties of the masses were studied by the dilatometric method and heating microscopy. Density, water absorption, porosity, flexural strength and phase compositions were determined for materials fired at 1220 °C or 1350 °C. The studies confirmed that the influence of CaCO3 on sintering process of ceramics depends on the type of kaolin, the quantity of calcium carbonate added and firing temperature. Apart from components existed in sintered kaolines without CaCO3 addition such as mullite, quartz, tridymite and amorphous substance, in the materials added with CaCO3 anorthite and gehlenithe has been also found. The presented results provide a basis for studies on the effects of calcium carbonate on sintering and properties of the masses for building ceramics.

Słowa kluczowe

PL

spiekanie; kaolin; węglan wapnia; anortyt; gehlenit

EN

sintering; kaolin; calcium carbonate; anorthite; Gehlenite

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 1
• Strony: 68--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kłosek-Wawrzyn E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Małolepszy J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Murzyn P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Dereń, J., Haber, J., Pampuch, R.: Chemia ciała stałego, Państwowe Wydawnictwa naukowe, Warszawa, (1975).
• [2] Lis, J., Pampuch, R.: Spiekanie, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, (2000).
• [3] Kang, S. J. L.: Sintering, densification, grain growth & microstructure, Elsevier, Oxford, (2005).
• [4] Rahaman, M. N.: Sintering of ceramics, CRC Press/ Taylor & Francis, Boca Raton, London New York, (2008).
• [5] Kuang, X., Carotenuto, G., Nicolais, L.: A Review of Ceramic sintering and suggestions on reducing sintering temperatures, Adv. Perform. Mater., 4, (1997), 257.
• [6] German, R. M.: Liquid phase sintering, Plenum Press, New York, (1985).
• [7] Jorda´n, M. M., Boix, A., Sanfeliu, T., de la Fuente, C.: Firing transformations of cretaceous clays used in the manufacturing of ceramic tiles, Appl. Clay Sc. 14, (1999), 225.
• [8] Tokarski, Z., Wolfke, S.: Korozja ceramicznych materiałów budowlanych, Wyd. Arkady, Warszawa, (1969).
• [9] Stolecki, J., Murzyn, P.: Surowce ilaste ceramiki budowlanej, Ceram. Bud. Silik. 44, (2002), 14.
• [10] Kłosek-Wawrzyn, E., Małolepszy, J., Murzyn, P.: Sintering behavior of kaolin with calcite, Procedia Eng., 57, (2013), 572.
• [11] Kłosek-Wawrzyn, E.: Wpływ pyłu wapiennego na proces spiekania mas ceramicznych oraz właściwości cegły ceramicznej – przegląd literatury, Mater. Ceram., 65, 2, (2013), 245.
• [12] Saboya, F., Xavier, G.C., Alexandre, J.: The use of powder marble by-product to enhance the properties of brick ceramic, Constr. Build. Mater., 21, (2007), 1950.
• [13] Eliche-Queasada, D., Corpas-Iglesias, F. A., Pérez-Villarejo, L., Iglesias-Godino, F. J.: Recycling of sawdust, spent earth from oil filtration, compost and marble residues for brick manufacturing, Constr. Build. Mater., 34, (2012), 275.
• [14] Peters, T., Iberg, R.: Mineralogical changes during firing of calcium-rich brick clays, Ceram. Bull., 57, (1978), 503.
• [15] Ke, S., Wang, Y., Wang, Q., Wang, H.: Dolomite, wollastonite and calcite as different CaO sources in anorthite-based porcelain, Ceram. Int., 39, (2013), 4953.
• [16] Leszczyszyn, H. (red.), Surowce Kaolinowe, Monografie surowców mineralnych Polski, Instytut Geologiczny, Warszawa, (1982).
• [17] Stolecki, J.: Porównanie wybranych surowców stosowanych do produkcji wyrobów klinkierowych, Ceram. Bud., 2, (2011), 4.