Схема удаления воды при сушке и стадии состояния черепка

Просмотров: 1781Комментарии: 0
Процессы усадки и деформации

Высушивание начинается с поверхности изделия при известном перепаде температур между наружными и внутренними слоями черепка, а также при наличии сил, направляющих воду к поверхности, с которой она удаляется: это капиллярные силы. Капилляры образуются из открытых пор черепка. При быстром режиме сушки вода с поверхности изделия удаляется быстро, а вода, находящаяся внутри толщи черепка, как бы отстает в своем продвижении к поверхности. В результате создается перепад в распределении влажности по черепку и, как говорят, градиент влажности становится большим.

Если взять два глинистых пласта толщиной 2,5—3 см, с влажностью, скажем, 20—22% и один из них высушивать до окончательного удаления влаги за 3 ч, а другой — за 30 ч (быстрый и медленный режимы), то при быстром режиме сушки уже через 2 ч (2/3 цикла) поверхностный слой пласта будет иметь почти нулевую влажность, а срединные слои — 13—14% влажности. При медленном же высушивании образца через 20 ч (2/3 цикла) влажность срединных слоев может составить примерно 10%, а поверхностных — около 5%. Как видим, при быстрой сушке возникает угроза коробления или разрыва изделия, так как создаются напряжения из-за слишком большой разницы между влажностью срединных и поверхностных слоев черепка. При быстром режиме сушки на поверхности черепка образуется почти сухая плотная корочка (как на хлебе), а так как, рано или поздно, середина черепка все же прогреется, то нагретые пары воды, устремляясь к поверхности, прорвут эту корку, образуя трещину или разрывая все изделие.

схема различных стадий

Схема различных стадий состояния глиняных частиц черепка при высушивании

а - влажная глина, б - кожетвердое состояние, в - критическое сотояние, г - сухое состояние

На производстве стремятся ускорить сушку, создавая для этого ряд технологических условий, одним из которых, например для толстостенных изделий, является размещение их в горячем, но влажном пространстве (сушилка с контролируемой влажностью), что предотвращает образование плотной корочки, о которой упоминалось выше. Только после прогрева всего черепка можно создать условия для быстрой смены горячего сухого воздуха (до известных пределов).

Что же происходит с частицами и всем объемом глиняного черепка, когда они подвергаются высушиванию? Находящаяся между глиняными частицами вода, испаряясь, начинает стягивать и сближать их между собой до тех пор, пока пленки воды не исчезнут. Но вначале происходит основное сжатие черепка, и он, как говорят, переходит в кожетвердое состояние. Однако воды в черепке еще много; она остается в различных пространствах, образовавшихся при сближении пластинчатых глинистых частиц друг с другом. Существующие капиллярные канальцы нарушаются, образуя почти закрытые воздушные поры. Удаление воды, таким образом, резко замедляется, и масса черепка находится, как говорят, в критическом состоянии. Первоначально же вода удаляется почти с такой же скоростью, как если бы она находилась вне черепка.

После того, как черепок приобретает кожетвердое состояние, размеры его изменяются сравнительно мало, ибо твердые частицы начинают соприкасаться друг с другом. При окончательном высушивании частицы плотно соприкасаются, тело черепка приобретает весьма заметную прочность. Связь между частицами обусловлена особого рода силами сцепления, возникающими при удалении воды и проявляющимися в нарастании механической прочности высушиваемого изделия.

Когда глинистая масса переходит в критическое состояние, сушка изделий должна производиться под постоянным контролем. Обычно контролируется скорость движения воздуха той или иней влажности над изделиями. При прочих равных условиях с повышением температуры скорость сушки возрастает из-за увеличения упругости пара.

Добавление к глине непластичных материалов, не способных сокращаться, например кварца с частицами различной величины, изменяет картину высушивания. При вкраплении в глинистую массу кварцевых частиц общее количество водной пленки в одном и том же объеме массы уменьшается. Таким образом, уменьшается и усушка, а также облегчается сушка изделия, ибо создаются условия для более легкого выхода воды из черепка. Если усушка пластичной глины может достигнуть 9—10%, то, например, усушка терракотовой массы составляет 2—3%. Естественно, что при этом почти всегда уменьшается прочность высушенного изделия Но это необходимо, чтобы исключить возможность деформации изделия или образования трещин. Однако коробления, деформации и трещин можно избежать и в весьма пластичной массе, если учитывать все причины, ведущие к этому, и осуществлять соответствующий контроль

Регулировать общую усадку изделия можно также количеством воды в массе (рабочим влагосодержанием), что зависит от метода формования. Например, массы, содержащие от 4 до 8% воды (сухое прессование), практически почти не сокращаются при сушке

Оставьте комментарий!

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question


Комментарий будет опубликован после проверки

     

  

(обязательно)