泥浆的流变特性对卫生陶瓷泥浆性能影响极大,其主要影响因素有:原料的化学与矿物组成:原料颗粒尺寸大小及形状;料浆比重;电解质的类型与含量;温度;PH值与含水量等。泥浆的流动度(或粘度)在很大程度上又控制着卫生陶瓷浇注成型的坯体质量,影响着坯体的密度、厚度及吃浆速度。电解质的类型和用量,对泥浆流动度影响至关重要。目前大多数工厂均使用碳酸钠(曹达)和硅酸钠(水玻璃)作电解质,对于粘土中含Ca+、Ma+离子较少,水的硬度不大的条件下还是比较有效的。但是当粘土中含Ca+、Ma+离子较多及是硬度很高的时候,单独使用这些电解质效果会下降,尤其是Na2CO3降低更明显。因为当加入Na2CO3,形成的CaCO3的溶解度大于加入NaSiO3后形成CaSiO3的溶解度。为此建议采用聚合磷酸盐如四聚磷酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠等,它们可以生成溶解度更小的磷酸钙、磷酸镁,而Na+离子同样可以使粘土颗粒表面形成双电层,起到悬浮泥浆的作用。
对于粘土中含CaO+MgO=1—1.2%,井水中含332mg/1CaCO3时,添加六偏磷酸钠(Na6P4O13)等外加剂时,其吃浆速度及坯体相关性能见表1所示。
根据实验,用蒸馏水调制泥浆时,加0.40wt%NaSiO3即可。若用上述井水配置泥浆时,加0.47wt%NaSiO3时,其粘度约900CP(转速为20rPM),粘度较大,当外加0.15wt%BaCO3或0.1wt%Na6P4O13时,它们的粘度分别降至740cp或400cp。这些表明,其流动性变好。从表1可见,E4泥浆(粘度最小)的吃浆速度减慢,但坯体的干燥收缩,烧后全收缩最小,干坯强度最高。这是由于采用了Na6P4O13后,泥浆流动性好,当它注入石膏模内吃浆时,粘土颗粒在料浆中没有凝聚现象而紧密地排在模型表面,即使出现吃浆速度变缓,但干燥收缩、全收缩变小,干坯强度(抗弯)增加,这时提高卫生陶瓷本成品合格率均是有利的,因此对使用含钙、镁较高的粘土或水质较硬的井水时,使用六偏磷酸钠作电解质,其效果是比较明显的。
表1不同电解质对吃浆速度及坯体性能等影响
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编号 |
电解质种类与数量重量% |
吃浆速度(mm) |
坯体性能 |
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5分 |
10分 |
20分 |
干燥收缩(%) |
全收缩(%) |
干坯强度(MPa) |
密度(g/m3) |
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E1 |
0.47%NaSiO3(井水) |
3.6 |
4.9 |
5.6 |
3.2 |
11.80 |
4.103 |
2.36 |
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E2 |
0.40%NaSiO3(蒸馏水) |
3.6 |
4.2 |
5.8 |
2.4 |
11.00 |
3.758 |
2.38 |
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E3 |
0.47%NaSiO3+0.1%BaCO3 |
2.9 |
4.3 |
4.6 |
2.3 |
10.80 |
2.865 |
2.38 |
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E4 |
0.47%NaSiO3+0.1%Na6P4O13 |
3.1 |
4.5 |
4.8 |
2.0 |
10.20 |
4.233 |
2.40 |
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E5 |
0.47%NaSiO3+0.15%BaCO3 |
4.1 |
4.9 |
5.8 |
2.15 |
11.30 |
4.043 |
2.39 |
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E6 |
0.47%NaSiO3+0.15%Na6P4O13 |
3.9 |
4.8 |
5.8 |
2.5 |
11.70 |
4.140 |
2.39 | 信息来源:中国陶瓷信息资源网
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