粘土或坯料的可塑性測定

粘土或坯料的可塑性測定第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六拉坯成形法

第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六可塑性是粘土或坯料的主要工藝技術(shù)指標，是粘土能夠制成各種陶瓷制品的成型基礎(chǔ)?？伤苄裕壕哂幸欢毝群头稚⒍鹊恼惩粱蚺髁?，加適量水調(diào)和均勻，混練制成含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能塑造成任意形狀，但不開裂，外力解除后仍能保持其原有形狀不變。粘土達到可塑狀態(tài)時包含有固體和液體兩種形態(tài)，屬于由固體分散相和液體分散介質(zhì)所組成的多相系統(tǒng)，因此粘土可塑性的大小主要決定于固相與液相的性質(zhì)和數(shù)量。固相性質(zhì)主要指固體物料類型、顆粒形狀、顆粒大小及粒度分布、顆粒的離子交換能力等。液相性質(zhì)主要指液相對固相的浸潤能力和液相的粘度。固相與液相的相對數(shù)量對粘土的可塑性有很大影響第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六測定粘土可塑性的方法很多，概括地講，一般分為直接法和間接法。直接法：以塑性泥料在壓力、張力、剪力、扭力作用下的變形程度來表示。例如可塑性指標法，是測定塑性泥料對形態(tài)變化的抵抗力，是應(yīng)力－應(yīng)變的關(guān)系。間接法：把飽水率、風干收縮率、粘度、吸濕水分與可塑性聯(lián)系起來表示。可見，粘土或坯料的可塑性是多種性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。要想用一個測定值把這么多性質(zhì)全部表達出來，到目前為止還沒有找到更完善的測定方法，只是通過測定個別性能，近似對可塑性加以推斷和定量，實際上是有局限性的。第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六目前我國常用的方法有可塑性指數(shù)法與可塑性指標法兩種?？伤苄灾笜朔ㄊ抢靡欢ù笮〉哪嗲?，測定其在受力情況下產(chǎn)生的應(yīng)變，對粘土或坯料的可塑性進行初步評價，對陶瓷的成型和干燥性能進行分析?？伤苄灾笖?shù)是表示泥料呈可塑性狀態(tài)時含水量的變化范圍，它雖不是評定泥料可塑性的直接方法，但應(yīng)用極廣。第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六一、目的和意義1.了解粘土或坯料的可塑性指標和可塑性指數(shù)對生產(chǎn)的指導意義。2.熟悉影響粘土可塑性指標和可塑性指數(shù)的因素。3.掌握粘土或坯料的可塑性指標和可塑性指數(shù)的測定原理及測定方法。第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六二、實驗原理原理：粘土可塑性與調(diào)和水在顆粒周圍形成的水膜厚度有一定的關(guān)系。一定厚度的水化膜會使顆粒相互聯(lián)系，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，加大附著力。水膜還能降低顆粒間的內(nèi)摩擦力，使質(zhì)點能沿著表面相互滑動，從而產(chǎn)生可塑性而易于塑造各種形狀。但加入水量過多則會產(chǎn)生流動而失去可塑性。而加入水量過少則連續(xù)水膜破裂，內(nèi)摩擦增加，質(zhì)點難于滑動，甚至不能滑動而失去可塑性。由此可見，液體和粘土礦物結(jié)構(gòu)是粘土具有可塑性的必要條件，而適量的液體（水）則是另一個重要條件和充足條件。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六可塑性指標：一定大小的泥球受壓力作用到出現(xiàn)裂紋時所產(chǎn)生的變形大小與變形力的乘積。以此表示粘土或坯料的可塑性?？伤苄灾笖?shù)：液限與塑限之差。液限是指泥料具有可塑性時的最高含水量；塑限則是指泥料具有可塑性時的最低含水量?？伤苄灾笖?shù)表示粘土能形成可塑泥團的水分變化范圍。指數(shù)大則成型水分范圍大，成型時不易受周圍環(huán)境濕度及模具的影響，即成型性能好。但可塑性指數(shù)小的粘土調(diào)成的泥漿厚化度大、滲水性強，便于壓濾榨泥。第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六影響粘土可塑性的因素：1.粘土顆粒的分散度；2.粘土礦物雜質(zhì)（如石英、云母、長石等）的含量；3.粘土礦物的組成形式（如高嶺石、偉晶高嶺石、水云母質(zhì)粘土等）；4.可溶性雜質(zhì)的存在等是影響天然粘土可塑性的主要因素。從影響粘土可塑性的因素可知增塑或減塑的措施是什么，從粘土的可塑性可判斷同一礦區(qū)所產(chǎn)生粘土的質(zhì)量是否穩(wěn)定。第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六三、儀器設(shè)備華式平衡錐（包括流變性限度儀全套附件）；可塑性測定儀及印制泥球試樣的雙和模；天平，感量0.01克；調(diào)泥皿、調(diào)泥刀、保濕器、小瓷皿、干燥器、烘箱（105～110℃，恒溫）；毛玻璃板等。第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六圖1-1華氏平衡錐裝圖(流限儀)1-圓錐儀(呈30o尖)2-螺絲3-半圓形鋼絲4-金屬圓柱5-土樣杯6-玻璃板7-木質(zhì)臺圖2-4可塑性指標測定儀1-水平調(diào)節(jié)螺釘2-游快3-電磁鐵4-支架5-滑板架6-機座7-鏡子8-座板9-泥團10-下壓板11-框架12-擰緊螺釘13-中心軸14-上壓板15-盛砂杯第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六圖1-1華氏平衡錐裝圖(流限儀)第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六四、實驗步驟1、可塑性指標法①

將500克通過0.5mm孔徑篩的粘土（也可直接取用生產(chǎn)上使用的坯料），加入適量水充分調(diào)和捏練使其達到具有正常工作稠度的致密泥團（這種泥團極易塑造成型而又不粘手）。將泥團鋪于玻璃板上，壓延成厚約30mm的泥餅，用直徑45mm的鐵環(huán)切取5塊，保存于恒溫器中備用。②將泥團用手搓成圓球，球面要求光滑無裂紋，球的直徑45±1mm，為了使手掌不致在搓泥時消耗泥料水分和玷污泥球表面，搓泥球前先用濕毛巾擦手或戴上薄膜塑料手套。最好用雙合金屬模印制泥球，這樣單重和尺寸一致。第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六③按先后順序把圓球放在壓球式塑性儀座板的中心，右手旋開框架上指緊螺釘，讓中心軸慢慢放下，至下壓板剛接觸泥球為止，從中心軸標尺上讀取泥球直徑數(shù)。④把盛砂杯放在中心軸壓板上，用左手握住壓桿，右手旋開制動螺絲，讓中心軸慢慢下降，直至不再下降為止。⑤打開盛鉛丸漏洞開關(guān)（滑架板），讓鉛丸勻速落入鉛丸容器中，逐漸加壓到泥球上，注意觀察泥球的變形情況，可以從正面和鏡中觀察。隨著鉛丸重量的增加，泥球逐漸變形至一定程度后將出現(xiàn)裂紋時，立即按動按鈕開關(guān)，利用電磁鐵迅速關(guān)閉鉛丸漏斗開關(guān)，鎖緊指緊螺釘，讀取泥球的高度數(shù)值，稱取鉛丸重量（加上壓桿、盛鉛丸容器等重量為800克）。⑥將試樣取下置于預先稱量恒重并編好號的稱量瓶中，迅速稱重，然后放入烘箱中，在105℃～110℃下烘干至恒重，在干燥器中冷卻后稱重。

第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六2、可塑性指數(shù)法液限的測定方法

①將200克通過0.5mm孔徑篩的天然粘土（也可直接稱取用生產(chǎn)用坯料），在調(diào)泥皿內(nèi)逐漸加水調(diào)成較正常工作稠度稀一些的均勻泥料，不同粘土加水量一般在30～50％，陳腐24小時備用，若直接稱取自真空練泥機的坯料，可不陳腐。②實驗前，將制備好的泥料再仔細拌勻，用刮刀分層將其裝入試樣杯中，每裝一層輕輕敲擊一次，以除去泥料中氣泡，最后用刮刀刮去多余的泥料，使泥料與試樣杯平，置于試樣杯底座上。第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六③取出華式平衡錐，用布擦凈錐尖，并涂以少量凡士林，借電磁鐵裝置將平衡錐吸住，旋轉(zhuǎn)螺桿調(diào)節(jié)試樣杯的高度，使平衡錐尖剛與泥料面接觸。然后，切斷電磁裝置電源，使平衡錐垂直下沉，也可用手拿住平衡錐手柄輕輕地放在泥料面上，讓其自由下沉（用手防止歪斜），待15秒后讀數(shù)。每個試樣應(yīng)檢驗5次（其中一次在中心，其余四次在離試樣中心不小于5mm的四周），每次檢驗落入的深度應(yīng)一致。④若錐體下沉的深度均為10mm時，即表示達到了液限，則可測定其含水率。

第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六若下沉的深度小于10mm則表示含水率低于液限，可將試樣取出置于調(diào)泥皿中，加入少量水重新拌和，或?qū)⒃嚇又糜跐癫忌嫌脻癫寄缶?。待水分合適后再進行測定。若下沉的深度大于10mm則表示含水率高于液限，可將試樣取出置于干布上用干布捏練。待水分合適后再進行測定。⑤取測定水分的試樣前，先刮去表面一層（約2～3mm），再用刮刀從中心部位挖取約15克，置于預先稱量恒重并編號的稱量瓶中，稱重后在105℃～110℃下烘至恒重，在干燥器中冷卻至室溫稱重（準確至0.01克），每個試樣應(yīng)平行測定五個。

第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六塑限的測定方法①稱100克通過0.5mm孔徑篩的粘土或生產(chǎn)用坯泥，加入略低于正常工作稠度的水量拌和均勻，陳腐24小時備用，或直接取用經(jīng)真空練泥機的坯泥和塑性指標法測定剩余的軟泥，取小塊泥料在毛玻璃板上，用手掌輕輕地滾搓成直徑3mm的泥條，若泥條沒有斷裂現(xiàn)象，可用手將泥條搓成一團反復揉捏，以減少含水量，然后再按上法滾搓，直至泥條搓成直徑為3mm左右而自然斷裂成長度為10mm左右時則表示達到塑限水分。②迅速將5～10克搓斷泥條裝入預先稱量恒重的稱量瓶中，稱重后放入烘箱內(nèi)于105～110℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后再稱重（準確至0.01克）。③為了檢查滾搓至直徑3mm斷裂成長度為10mm左右的泥條是否達到塑性限度，可將斷裂的泥條進行捏練，此時應(yīng)不能再捏成泥團，而是呈松散狀。

第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六五、數(shù)據(jù)處理1.

可塑性指標法的數(shù)據(jù)處理①記錄表：見教材P72

②計算公式S=(D-H)·P

式中S------可塑性指標，cm·kg；D------試樣直徑，cm；H------試樣變形出現(xiàn)裂紋后高度，cm；P------破壞負荷（包括壓桿重量），kg第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六W干=×100%W濕=×100%式中W干-------干基含水率，％；

W濕-------濕基含水率，％；

G0-------稱量瓶重，g；G1-------稱量瓶＋濕樣重，g；G2-------稱量瓶＋干樣重（g）。第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六全面表征可塑性指標的數(shù)據(jù)，應(yīng)包括指標、應(yīng)力、應(yīng)變和相應(yīng)含水率，數(shù)據(jù)應(yīng)精確到小數(shù)點后一位。每個實驗需平行測定五個試樣，用于計算可塑性指標的數(shù)據(jù)，其誤差不應(yīng)大于

0.5。高可塑性粘土的可塑性指標大于3.6；中可塑性粘土的可塑性指標為2.5～3.6；低可塑性粘土的可塑性指標低于2.4。第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六

2、可塑性指數(shù)法數(shù)據(jù)處理①記錄表：見教材P73②計算公式

式中:P液―――液限含水率，％

P塑―――塑限含水率，％

G0―――稱量瓶重，g；G1―――稱量瓶重＋濕試樣重，g；G2―――稱量瓶重＋干試樣重，g。

第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六

濕試樣重分別指液限試樣和塑限試樣的重量，即華式平衡錐下沉10mm符合液限測試要求的濕試樣和泥條搓成直徑為3mm左右而自然斷裂成長度為10mm左右的濕試樣重。液限和塑限含水率的數(shù)據(jù)應(yīng)精確到小數(shù)點后一位；平行測定的五個試樣平均值，其誤差，液限不大于

0.5％，塑限不大于1％，其中三個以上超過上述誤差范圍（液限）時應(yīng)重新測定，二個以上超過上述范圍（塑限）時應(yīng)重新測定。Pi=P液－P塑式中Pi――可塑性指數(shù)。一般低可塑性泥料的可塑性指數(shù)在1～7；中可塑性泥料的可塑性指數(shù)在7～15；高可塑性泥料的可塑性指數(shù)范圍大于15。

第25頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六六．注意事項

1、試樣加水調(diào)和應(yīng)均勻一致，含水量必須是正常操作水分，搓球前必須經(jīng)過充分捏練。2、搓球必須用潤滑的掌心，每個球的搓球時間大致一樣，球表面必須光滑、滾圓無疵，球徑須控制在φ45

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