Absorpce vody u keramických výrobků

Vlivem vlhkosti může u polymerních materiálů docházet k výrazným změnám a u hydrofilních plastů se projevují ostřeji než u hydrofobních. Difúze vlhkosti do polymeru je doprovázena poklesem intermolekulární interakce v něm, což do určité míry může být užitečné z hlediska pevnostních vlastností, ale další zvýšení obsahu vlhkosti působí negativně.

Je tedy nutné vyhodnotit možnost vlivu vnějšího kapalného prostředí na plasty.

Absorpce vody je parametr, který umožňuje určit stupeň hydrofobnosti materiálu. Existují dvě metody pro stanovení absorpce vody: ve studené vodě a zrychlené – ve vroucí vodě.

<strong>Stanovení absorpce vody ve studené vodě</strong>

Zařízení a materiály: sušárna, váhy, exsikátor, skleněná kádinka, destilovaná voda, vzorky materiálu, filtrační papír.

Průběh: Vzorky se suší v sušárně po dobu 24 hodin při teplotě 50±3°С. Po vysušení se vzorky ochladí v exsikátoru sušidlem a zváží s přesností na 0,00 1 g. Do skleněné kádinky se nalije destilovaná voda a vloží se do ní vzorky tak, aby byly zcela pokryty vodou a nepřišly do styku mezi sebou a stěnami kádinky.

Vzorky se uchovávají ve vodě o teplotě 23±2°С do 24 hodin poté se vyjmou z vody, odsají filtračním papírem a zváží. Doba od okamžiku vytažení do okamžiku vážení by neměla přesáhnout 1 minutu.

Vzorec 1 pro výpočet absorpce vody

<strong>Absorpce vody se vypočítá jako procento hmotnosti vysušeného vzorku pomocí vzorce 1.</strong>

kde m , m₁ – hmotnost vysušeného vzorku a hmotnost vzorku po vystavení vodě, g.

Výsledek je brán jako aritmetický průměr tří experimentů a zaokrouhlen na 0,1 %.

<strong>Stanovení absorpce vody ve vroucí vodě</strong>

Zařízení a materiály: sušárna, váhy, exsikátor, skleněná kádinka, destilovaná voda, vzorky z polyethylen, polypropylen, polyamid, polyethylentereftalát, filtrační papír.

Průběh: Vzorky se suší v sušárně po dobu 24 hodin při teplotě 50±3°С. Po vysušení se vzorky ochladí v exsikátoru sušidlem a zváží s přesností na 0,001 g.

Vzorky vložte do nádoby s vroucí vodou tak, aby byly zcela pokryty vodou a nepřišly do styku se stěnami sklenice a navzájem a inkubujte 30±1 min.

Poté se vzorky přenesou do sklenice se studenou destilovanou vodou a uchovávají se až do ochlazení 15±1 min. Poté se vzorky vyjmou z vody, odsají filtračním papírem a zváží. Doba od okamžiku vytažení do okamžiku vážení by neměla přesáhnout 1 minutu.

Absorpce vody se vypočítá jako procento hmotnosti vysušeného vzorku pomocí vzorce 1 .

Výsledek je brán jako aritmetický průměr tří experimentů a zaokrouhlen na 0,1 %.

Literatura: Metody zkoušení, kontroly a výzkumu strojírenských materiálů: referenční kniha. příspěvek. – M.: Mashinostroenie, 1993. – T.3. Metody studia nekovových materiálů. – 283 str. Plasty. Metoda stanovení absorpce vody: GOST 4650–80. – Místo GOST 4650–73; vstup 01.12.1980. – M.: IPK Standards Publishing House, 1997. – 8 s. Basov, N. I. Quality control of polymer materials / N. I. Basov, V. A. Lyubartovich, S. A. Lyubartovich. – L.: Chemie, 1977. – S. 36–44.
Autor: Kordikova E.I., kandidátka technických věd, docentka Katedry mechaniky materiálů a struktur BSTU
Zdroj: Kompozitní materiály: Laboratorní dílna, 2007
Datum zdroje: 2007

Keramické výrobky jsou umělé kamenné materiály získané z minerálních jílových surovin těžbou, jemným broušením, lisováním, následným sušením a vypalováním. Sušení produktů zajišťuje počáteční pevnost dostatečnou k udržení tvaru a celistvosti během přepravy do vypalovací pece a také snižuje deformace způsobené smršťováním, ke kterým dochází během procesu slinování.

Vypalování se provádí při teplotě 900-1100°C, aby se keramickým materiálům propůjčila vysoká voděodolnost a pevnost.

V závislosti na vlastnostech použité hlíny a účelu materiálů a výrobků se formují metodou polosuchého lisování, lisování plastů a lití (skluzu). Vlhkost hmoty je 8-12; 20-25; až 60 %, resp.

Technologie hyperlisování se používá při výrobě keramických cihel za použití libových jílů s nízkou plasticitou k výrobě výrobků přesné velikosti s hladkým povrchem (lícové cihly a kameny), jakož i výrobků s vysokou pevností a hustotou (dlažba).

Druhý způsob (za přítomnosti plastických mastných jílů) se používá pro výrobu běžných cihel a kamenů, trubek, dlaždic a fasádních obkladů.

Metoda výroby skluzu zahrnuje lití vysoce pohyblivé hliněné hmoty do speciálních vysoce porézních sádrových forem složité konfigurace (vany, dřezy atd.) nebo plnění do speciálních matricových forem (tenké kobercové mozaikové dlaždice).

Podle účelu se keramické materiály dělí na:

• zeď – duté kameny, duté a plné cihly;
• střešní krytina – tašky;
• obklady – cihly a obkladové kameny, dlaždice;
• Kanalizační a drenážní potrubí;
• tepelně izolační materiály – cihly, segmenty, skořepiny, pláště, keramzitový štěrk, agloporitová drť;
• kyselinovzdorné – dlaždice, cihly;
• ohnivzdorné – cihly.

Aby se studenti seznámili s keramickými materiály různých vlastností a aplikací, laboratorní práce zahrnuje studium keramických cihel, dlaždic a keramzitového štěrku. Posledně jmenovaný materiál má díky bobtnání vysokou uzavřenou pórovitost, proto jeho nejúčinnější oblastí použití je zásypová tepelná izolace stěn, podlah a stropů, stejně jako lehká výplň do betonu.

Kritéria, podle kterých se hodnotí ukazatele kvality keramických cihel, závisí na provozních podmínkách výrobků. Cihla tedy musí být pevná ve vztahu k tlakovému a ohybovému zatížení a při pokládání vnějších stěn musí mít nízkou tepelnou vodivost a určitou mrazuvzdornost. U obkladových dlaždic je důležitá dekorativnost, vysoká odolnost proti opotřebení a nízká nasákavost. Expandovaný štěrk musí mít určitou hustotu, tepelnou vodivost a pevnost.

Stanovení nasákavosti keramických materiálů

Nasákavost keramických obkladů se zjišťuje nasycením vzorků vodou varem. Vysušené vzorky se umístí do varné nádoby na síťový stojan, naplní se vodou 50 mm nad úroveň dlaždice a vaří se 1 hodinu. Dlaždice nechte ve vodě vychladnout po dobu 4 hodin. Nasákavost keramických výrobků na hmotnost WМ, %, se vypočítá pomocí vzorce

m2 — hmotnost vzorku nasyceného vodou, g; m1 — hmotnost vysušeného vzorku, g.

Absorpce vody keramických materiálů je porovnána s níže uvedenými hodnotami.

Zrychlená metoda stanovení nasákavosti keramických cihel

Urychleným způsobem stanovení nasákavosti je nakapání vody nebo inkoustu na povrch keramické cihly. Absorpce vody se posuzuje rychlostí, kterou je kapka absorbována. Při nasákavosti keramiky do 3% se kapka prakticky nevstřebá, při 5-8% se vstřebá částečně, více než 10% – kapka se rychle vstřebá.

Níže je uvedena přípustná hmotnostní absorpce vody (WМ) některých keramických materiálů:

• pevná hliněná lícová cihla – ne méně než 8%;
• hliněná dutá obyčejná lícová cihla – ne méně než 6%;
• expandovaný jílový štěrk s objemovou hmotností do 400 – ne více než 25%;
• expandovaný jílový štěrk o objemové hmotnosti 450-800 – ne více než 20%;
• neglazované podlahové dlaždice – ne více než 3,5%;
• glazované dlaždice – ne více než 1,5%.