Производство
гончарной
посуды

DjVu

      ПРЕДИСЛОВИЕ
      Гончарная посуда относится к числу наиболее ходовых товаров широкого потребления. Размеры производства гончарной посуды в настоящее время недостаточны, и спрос населения на эту посуду удовлетворяется лишь в незначительной степени.
      Гончарные, или горшечные, глины, являющиеся основным сырьем для гончарного производства, распространены почти повсеместно. Поэтому гончарные мастерские могут быть организованы почти в каждом районе. Несложной задачей является и расширение существующих мастерских.
      Цель настоящей брошюры, выходящей вторым изданием, — помочь делу развития донтарного производства в районной промышленности. В ней рассказывается о составе, свойствах и добыче гончарных глин, приготовлении рабочей массы, формовке, сушке, глазуровке, декорировании и Обжиге гончарных изделий.
      Много внимания уделено вопросу о борьбе с браком изделий. В борьбе с браком большое значение имеет контроль производства. В наших гончарных мастерских работа обычно ведется натлазок. Это часто служит причиной массового брака изделий. Между тем имеются простые и дешевые приборы, дающие, например, возможность точно измерить температуру в обжигательной печи, Влажность воздуха в сушильном отделении и т. п. Такие контрольно-измерительные приборы должны найти широкое применение даже в небольших гончарных мастерских. Устройство этих приборов и способы пользования ими также описаны в брошюре.
      Во второе издание брошюры введены некоторые дополнительные сЕедепяя. Дам отсутствовавшее в первом издании описали© ручного жернова для размола формовочных материалов на предприятиях, не имеющих электроэнергии; описан получивший в последнее время довольно широкое распространение процесс прессования гончарных изделий в чугунных формах на ручных прессах; изложен процесс изготовления фритты в условиях небольшого предприятия. Вновь просмотрен л уточнен текст, добавлены некоторые рисунки.
     
     
      1. ГОНЧАРНЫЕ, ИЛИ ГОРШЕЧНЫЕ, ГЛИНЫ
      СОСТАВ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГЛИН
      Глина состоит из весьма мелких частиц, которые можно рассмотреть только при большом увеличении, под микроскопом. Величину частиц глины выражают в тысячных долях миллиметра. Одна тысячная доля миллиметра (0,001 мм) называется микроном. Диаметр час-тиц глины обычпо менее 10 микронов (0,010 мм).
      Глина неоднородна по своему составу. Она представляет собой смесь частиц различных минералов. Главными из этих минералов являются рварц, полевой шпат, слюда и каолинит.
      Кварц, полевой шпат и слюда встречаются как в составе других горных пород,, так и самостоятельно. Например, чистый горный или речной лесок состоит почти исключительно из кварца. Слюда иногда залегает в горных породах в виде гнезд и жил. Она отличается способностью расщепляться на тончайшие листочки. Цвет ее черный или светложелтый. Полевой шпат часто залегает мощными пластами. Он является основной составной частью многих горных пород, которые и называются полевошпатовыми. К числу этих горных пород принадлежит, например,. гранит. Цвет полового шпата — от мясисто-красного до серовато-белого.
      Каолинит встречается только в глинах. Некоторые белью глины, так называемые каолины, состоят преимущественно из каолинита. Бывают и такие глины, в которых содержится всего 1 — 4% каолинита или даже нет ого вовсе.
      Если в глине отсутствует каолинит, в ней обязательно Содержатся другие минералы, весьма близкие по составу к каолиниту.
      Кроме указанных основных минералов, во многих глипах встречаются различные примеси: известняк, магнезит, гипс, доломит, железная руда, пирит, или серный колчедан, остатки, получившиеся щт разложении растений и животных, и т. п.
      Такая смесь частиц различных минералов образовалась на протяжении многих веков. На полевошпатовые горные породы воздействовали вода и ветер, тепло и холод. Под их влиянием эти породы постепенно дробились на, мельчайшие частицы, как говорят, выветривались. При этом полевой шпат иод воздействием воды и содержащегося в воздухе углекислого, газа превращался в каолинит.
      Глина, получившаяся в результате выветривания горньгх пород, иногда отлагалась там же, где образовалась; иногда же водой ь ветром ее переносило на новые места.. При переносе к глине примешивались частицы известняка, магнезита, жаленной руды П Т. н.
      Глины, отложившиеся на месте их образования, получили название пцрвичных, а перенесенные на новые места — вторичных.
      Основные вещества., из которых состоят глины, — это кремнезем, глинозем и вода.
      Кремнезем представляет собой соединение кремния с кислородом. Кислород л кремний — самые распространенные в природе химические элементы, т. е. простые вещества, которые никакими известными химии способами нельзя больше разложить.
      Кислород легко соединяется со многими химическими элементами, образуя ряд веществ, которые входят в состав земной коры и окружающей ее атмосферы. Он является той важнейшей составной частью воздуха, без которой невозможна жизнь на земле. € водородом кислород образует воду, без которой также невозможно существование живых организмов. Кислород занимает 49,5®/о доступной нашему наблюдению части земной коры и атмосферы.
      Кремний тоже легко соединяется со многими Химическими элементами, образуя с ними прочные соединения. В составе земной корьг кремний занимает 26%.
      Одним из наиболее распространенных и прочных соединений кремния является кремнезем.
      Он встречается в природе не только в составе различных пород, но и в чистом виде. Например, чистый кварцевый песок, или белый кЕарц, представляет собой почти чистый кремнезем.
      Глинозем, или окись алюминия, — это соединение алюмипия с кислородом. В чистом вида Глинозем встречается в периоде очень редко.
      Вода, содержащаяся в частицах глины, называется химически связанной, пли конституционной. Эту воду можно удалить только в том случае, если нагреть глину, выше 400° Ц (Цельсия). Однако при таком нагреве глина превращается в черепок, по свойствам резко отличающийся от глины.
      От конституционной воды следует отличать так называемую механически связанную, или гигроскопическую, воду. Гигроскопическая вот да содержится не в самых частицах глины, а в мельчайших порах между ними. Ее можно удалить, высушив глину при температуре до 110°. При такой температурег-свойства глины не изменяются.
      Чистын глины, например, каолины, состоят почти исключительно из кремнезема, глинозема и конституционной воды. Гончарные же глины обычно содержат много примесей: в состав их, кроме кремнезема, глинозема и конституционной воды, входит ряд других веществ. Так, в большей части гончарных глин содержится окись железа — соединение железа с кислородом. В состав гончарпых глин входят также соединения чшелорода с химическими элементами — кальцием и магнием. Первое из этих соединений — окись кальция — является основной составной частью известняка, а второе — окись магния — представляет собой основную часть магнезита. Оба эти соединения входят и в состав доломита.
      В гончарных ийшах содержатся также органические вещества — остатки от разложения растений и животных.
      Помимо Всех этих веществ, в гончарных глинах часто (встречаются щелти, которые являются составными частями полевого шпата и слюды.
      Содержание отдельных веществ в гончарных глинах колеблется з весьма широких пределах, что видно из следующей таблицы (в %): ...
     
      ВАЖНЕЙШИЕ СВОЙСТВА ГЛИН
      Пластичность глины
      Если глину замесить с водой, то получается глиняное тесто, которому можно легко придать желаемую форму. Эта форма сохраняется при сушке глиняной массы ц окончательно закрепляется при обжиге ее, т. е. пагреве до высокой температуры. Под действием высокой температуры глиняная масса, как указано выше, превращается в прочный черепок.
      Способность гйины, замешанной с водой, легко изменять свою форму под действием внешних усилий и сохранять ее при сушке и обжи- ге, называется пластичностью. Благодаря своей пластичности глина и используется для выработки разнообразных обожженных глиняных, так - называемых керамических, изделий.
      Пластичность различных глин не одинакова. По степени пластичности различают: 1) глины большой пластичности, или жирные; 2) глины сродней пластичности; 3) тлиньг малой пластичности, или тощие.
      К глинам этих трех груш для получения рабочего теста, т. е. такого теста, из которого можно было бы формовать изделия, приходится прибавлять неодинаковые количества воды: к жирным глинам — гораздо больше воды, чем к глинам средней пластичности, и, тем белее, к тощим.
      Вода, которую необходимо прибавить в глине, чтобы получить рабочее тесто, называется! водой затворения. Количество водьг затгорения выражают H процентах и весу сухой шипы. Если, например, к 800 г (граммам) сухой глины для получения рабочего теста нужно прибавить 160 г воды, то количество воды затворения составляет: ...
      К глине добавляют воды до превращения ее в тесто, пригодное для формовки. Из этого теста формуют цилиндрики диаметром 3 см (сантиметра) и длиной 7 см. Концы цилиндрика на длине г, 1 см зажимают пальцами и медленно разрывают его. О степени пластичности! судят по форме, которую цилиндрик принимает в месте разрыва, и по удлинению сто. У цилиндрика из пластичной глины в месте разрыва образуется длинная и тонкая шейка (рис. 1, а), у цилиндрика т тощей глины — короткая и толстая шейка (рис. 1, б).
      Степень пластичности глины можно определить д другим способом.
      Из рабочего глиняного теста скатывают цилиндрические жгутики диаметром 1,5 — 2 см, длиной 20 — 25 см..Каждый жгутик изгибают в полукруг и в крендель."Йели приизгибании в полукруг появляются трещины (рис, 2, а), то глина тощая. Если трещины! появляются только при изгибании в крендель (рис. 2, б), то глина обладают средней пластичностью, если jjee трещины не появляются и при изгибании н крендель (рис. 2, в), тоглина жирная.
      Усушка глины
      При сушке изделий, сформованных из глины, вода, заполняющая пространство между частицами глипы, испаряется. Вследствие этого частицы глины сближаются, объем ее уменьшается, происходит так называемая усушка, или воздушная усадка. Вода, удаляемая из глины при сушке, называется -водой усушки. Процесс усушки глины заканчивается после длительного нагрева ее при температуре до 110°. При таком нагреве из глины, как известно, удаляется только I гигроскопическая пода. Свойства глины при этом не изменяются, в чем можно легко убедиться, если, высушив сформованное из глины изделие, разрушить его и сухую массу затворить -водой. Полученное глиняяое тесто будет обладать такой же пластичностью и другими свойствами, как и сырая глина, из которой было сформовано изделие
      Различные глины усыхают неодинаково: жирные больше, чем сред-непластичные и тощие.
      Для определения усушки необходимо высушить глину при температуре в 110°. На практике легче определить не объемную, а линейную усушку глины, т. е. уменьшение при сушке длины образца глины.
      Чтобы определить вытащу линейной усушки, из испытуемой глины приготовляют несколько небольших пластинок совершенно одинакового размера. На жаждой пластинке острием ножа проводят по линейке две пересекающиеся диагонали (рис. 3). На концах диагоналей, на расстоянии 50 мм Чтобы устранить возможность искривлений, пластинки во время сушки постоянно переворачивают. После сушки на воздухе пластинки окончательно досушивают при температуре 110°, время от времени взвешивая их. Когда результаты двух взвешиваний показывают, что вес пластинок стал постоянным, сушку прекращают и измеряют расстояние между зарубками. ,
      Допустим, что по одной диагонали расстояние между зарубками до высушивания было равно 50 мм, а после высушивания оказалось равным 46 мм. Тогда усушку в процентах по этой диагонали можно вы числить так: ...
      Из этого примера видно, что для определения усушки по данной диагонали в процентах надо величину, на которую укоротилась диагональ за время сушки умножить на 100 ш полученное произведение разделить на длину диагонали до аунжи.
      Допустим, что по другой диагонали; величина усушки составляет: ...
      Определив таким де образом среднюю величину усушки для остальных пластинок, вычисляют. среднюю величину усушки исследуемой глины. Для этого складывают средние величины усушки, найденные для отдельных пластинок, и полученную сумму делят на число пластинок.
      Усадка, спекание, и правление глины
      Подвергнув изделие после сушки обжигу, можно убедиться, что при обжиге объем глины тоже уменьшается. Уменьшение объема глины ьо время обжига называют огневой усадкой, или просто усадкой.
      При обжиге изделий глина сначала не дает усадки. Примерно, до 400° наблюдается только незначительное уменьшение веса глины. Нагрев выше 400° уменьшает вес глины уже очень сильно. При этом из глины выделяется так называемая конституционная вода. Кроме того, от действия высокой температуры выгорают органические примеси. Глина превращается в черенок, утрачивая при этом свою пластичность и способность размокать в воде.
      По мере дальнейшего нагрева отдельные частицы глины начшшот постепенно расплавляться. Раньше всего расплавляются частицы полевого шпата н слюды. Они называются поэтому плавнями.
      В результате плавления частицы глины начинают сближаться друг с другом — глнна дает усадку. Наконец, наступает такой момент, когда поры почти совсем исчезают. Глина, как говорят, спекается.
      Для каждой глины существует определенная предельная температур ра, до которой усадка по мере нагреванпя все возрастает. Выше предельной температуры объем тлимы остается неизменным или даже начинает увеличиваться. В последнем случае глина вспучивается, покрывается пузырями..
      Таким образомчцри обжиге усадка глины происходит только до известной температуры. Поэтому при определении величины усадки обя" зательно нужно указывать температуру, при которой производился об- жиг образцов. Величину усадки можно определить тем же способом, что и величину усушкп.
      Степень спекания черепка определяются по количеству воды, которое он может впитать, как говорят, по величине водопоглощения черепка. Чем меньше величина водопоглощения, тем выше степень спекания черепка.
      Для определения величины водопоглощения испытуемый черепок высушивают до постоянного веса. Затем черепок погружают в сосуд г водой и оставляют в нем на сучки, после чего черепок снова взвешивают. Вес его после пребывания в течение суток в воде становится больше, чем непосредственно после сушки. Разница в весе и показывает, какое количество воды поглощено черепком.
      Величину поглощения определяют так же, как и количество воды затворения, т. е. вес ,поглощенной черепком воды умножают на 100 и произведение делят на врс черенка, высушенного до постоянно») веса.
      Допустим, что постоянный вес образца черенка составлял 250 г, а после пребывания в течение суток в роде оказался равным 262,5 г. Тогда величина водопоглощения равна: ...
      Если после достижения температуры спекания продолжают повышать температуру обжига., то он начинает размягчаться н теряет свою первоначальную форму, как говорят, деформируется.
      При дальнейшем нагревании наступает момент, когда черепок начинает плавиться. Температура плавления различных глин неодинакова.
      В зависимости от температуры плавления глины, согласно ОСТ 5 539, разделяются на следующие три группы:
      1) огнеупорные глины, имеющие температуру плавления от 1 580° и выше;
      2) тугоплавкие глины, имеющие температуру плавления от 1 350 до 1 580°;
      3) легкоплавкие глины, имеющие - температуру плавления ниже 1 350°.
      Температура плавления глин зависит главным образом от нх состава. Чем больше в глинах содержится глинозема в кремнезема, тем выше температура их плавления. Окись железа, щелочи, окись кальция и магния (в небольших колнчесгах), наоборот, понижают температуру плавления глин.
      Для производства гончарных изделий обычно употребляют легкоплавкие глины. Иногда в гончарной глине добавляют некоторое количество тугоплавковой и даже кигеупюрной глины. При этом получается
      более прочный и светлый черепок.
      Для определения температуры плавления из глины изготовляют трехгранную усеченную пирамидку (рис. 4, а), которую принято называть конусом. Его высушивают и на подставке из огнеупорной глины устанавливают для испытания в печь. Нагрев печи постепенно усиливают. С повышением температуры начинает плавиться верпшна конуса, а затем он постепенно сгибается. Наконец, при определенной для каждой глины температуре конус сгибается настолько, что вершина его касается подставки.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ