烧土制品原料的耐火度与用途

1.黏　土

（1）黏土的组成。

主要组成矿物为黏土矿物：层状结晶结构的含水铝硅酸盐（mSiO2·nAl2O3·xH2O），SiO2和Al2O3的含量分别为55%～65% 和10%～15%。

常见的黏土矿物：高岭石、蒙脱石、水云母等。

黏土中除黏土矿物外，还含有石英、长石、碳酸盐、铁质矿物及有机质等杂质。

黏土的颗粒组成直接影响其可塑性。可塑性是黏土的重要特性，它决定了制品成型性能。黏土中含有粗细不同的颗粒，其中极细（小于0.005 mm）的片状颗粒，使黏土获得极高的可塑性。这种颗粒称作黏土物质，含量越多，其可塑性越高。

黏土的种类（通常按其杂质含量、耐火度及用途不同）：

① 高岭土（瓷土）。杂质含量极少，为纯净黏土，不含氧化铁等染色杂质。焙烧后呈白色。耐火度高达1 730～1 770°C，多用于制造瓷器。

② 耐火黏土（火泥）。杂质含量小于 10%，焙烧后呈淡黄至黄色。耐火度在1 580°C以上，用于生产耐火材料，是内墙面砖及耐火、耐酸陶瓷制品的原料。

③ 难熔黏土（陶土）。杂质含量为10%～15%，焙烧后呈淡灰，淡黄至红色，耐火度为1 350～1 580°C，是生产地砖、外墙面砖及精陶制品的原料。

④ 易熔黏土（砖土、砂质黏土）。杂质含量高达25%。耐火度低于1 350°C，是生产黏土砖瓦及粗陶制品的原料。当其在氧化气氛中焙烧时，因高价氧化铁的存在而呈红色。在还原气氛中焙烧时，因低价氧化铁的存在而呈青色。

（2）黏土焙烧时的变化。(www.xing528.com)

黏土焙烧后能成为石质材料，这是其极为重要的特性。

① 黏土成为石质材料的过程。一般的物理化学变化大致如下：

a.焙烧初期，黏土中自由水分逐渐蒸发。

b.110°C时，自由水分完全排出，黏土失去可塑性。

c.500～700°C时，有机物烧尽，黏土矿物及其他矿物的结晶水脱出。随后黏土矿物发生分解。

d.1 000°C以上时，已分解出的各种氧化物将重新结合生成硅酸盐矿物。与此同时，黏土中的易熔化合物开始形成熔融体（液相），一定数量的熔融体包裹未熔的颗粒，并填充颗粒之间的空隙，冷却后便转变为石质材料。随着熔融体数量的增加，焙烧黏土中的开口孔隙减少，吸水率降低，强度、耐水性及抗冻性等提高。

② 黏土的烧结性。黏土在熔烧过程中变得密实，转变为具有一定强度的石质材料，称为黏土的烧结性。

2.工业废渣

（1）页岩。页岩中含有大量黏土矿物，可用来代替黏土生产烧土制品。

（2）煤矸石。它是煤矿的废料。煤矸石的化学成分波动较大，适合作烧制土制品的是热值相对较高的黏土质煤矸石。煤矸石中所含黄铁矿（FeS）为有害杂质，故其含硫量应限制在10% 以下。

（3）粉煤灰。用电厂排出的粉煤灰作烧土制品的原料，可部分代替黏土。通常为了改善粉煤灰的可塑性，需加入适量黏土。