Basic HTML Version
52
Keramický zpravodaj 28 (3) (2012)
HISTORIE
(History)
Střípky Z KERAMICKÉHO OBORU (20)
(Crocks
from ceramic field (20)
Jaroslav KUnc
Průběh dějů při ohřevu jílových zemin
Při ohřevu jílů dochází ke změnám jejich hmotnosti a obje-
mu, kteréžto vlastnosti můžeme přímo měřit. Mimo to však
souběžně probíhají tepelné změny, jejichž měření není vůbec
snadné, neboť jde o procesy související s tepelným zabar-
vením chemických reakcí či s fázovými a krystalografickými
změnami. Hodnotíme je podle teplotních projevů, které změ-
řit umíme. Tyto uvedené tři vlastnosti jsou v technologii kera-
miky základním vodítkem k posouzení a nakonec i k řízení
výrobního procesu. Skutečná podstata uvedených změn
se sleduje specielními instrumentálními metodami (difrakční
rentgenová analýza, infračervená spektroskopie, elektro-
nová mikroskopie a mnoho dalších). Popis těchto fyzikálně
chemických dějů ponecháme odborné vědecké literatuře.
My se budeme při našem vyhodnocování věnovat běžně
měřitelným stavům při vystavení jílů vyšším a vysokým tep-
lotám, zejména když dochází k pozměňování až destrukci
původní krystalické struktury a vytváření nových struktur.
Hodnocení se bude týkat křivek TG (termogravimetrie), kři-
vek DTA (diferenciální termografie) a křivek DKTA (kontrakč-
ně dilatometrická analýza). Zatímco první dvě metody se
provádějí souběžně na tomtéž rozemletém vzorku, metoda
dilatometrická vyžaduje tělísko buď vylisované z rozemleté-
ho jílu, nebo vyřezané z diageneticky zpevněného jílovce,
a zkouška se provádí samostatně. Náš výklad zaměříme
nikoliv na vyhodnocování průběhu konkrétních termických
křivek jílů - což čtenář běžně najde v řadě publikací - ale
pokusíme se o obecnější vysvětlení jevů, které při ohřevu
probíhají. K tomu nám poslouží dva typy jílů – kaolinitický
a montmorillonitický – s jejich ideálně názornými termickými
křivkami, které autor střípků měl možnost stanovit na zná-
mém přístroji Derivatograph, MOM, Budapešť, na Ústavu
technologie stavebních hmot a dílců, FAST Brno.
Dotyčné křivky DTA a TG uvedené na obr. 1 a 2 byly převzaty
z originálních záznamů, zmenšeny, ale nijak jinak neupravo-
vány. Rychlost ohřevu byla standardní 10 °C/min. Posuďme
zaznamenané křivky a vyvoďme z nich závěry pro keramic-
kou praxi. Vyjděme z obecně platného poznatku, že hmoty
jsou náchylné ke snižování soudržnosti v těch teplotních
úsecích, kdy dochází ke změnám hmotnosti, objemu a k te-
pelným projevům. Autor střípků tyto skutečnosti ověřil i při
pozorování jílovců na žárovém mikroskopu [1]. Prokázal, že
dochází ke vzniku prasklin právě v oblastech se zřetelnými
tepelnými změnami, při čemž tyto negativní projevy jsou
tím intenzivnější, čím rychlejší jsou použité změny teplot.
Posuzujme proto chování jílů za různých podmínek ohřevu.
Nejprve se zaměříme na nízkoteplotní úsek, tj. od pokojo-
vé teploty do cca 400°C. Vyjdeme ze zjištěných křivek TG
a DTA pro plavený hornobřízský kaolin. Jak vyplývá z dia-
gramu na obr. 1, prakticky žádné hmotnostní ani tepelné
změny nebyly zaznamenány. Také dilatometrická změna,
Obr. 1
Kaolin Horní Bříza (1994) – termografie DTA, TG
Obr. 2
Bentonit Wyoming (1993) – termografie DTA, TG)