BÀI GIẢNG MÔN HỌC “KỸ THUẬT SẢN XUẤT GỐM SỨ”

1

CÔNG NGHỆ GỐM XÂY DỰNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Công nghệ sản xuất gốm xây dựng
Kỹ thuật sản xuất gốm sứ
Tính toán thiết bị sấy nung gốm xây dựng
Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp ngành gốm sứ xây dựng
Ceramic
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
Lịch sử phát triển ngành gốm sứ
Quá trình phát triển ngành gốm sứ tại Việt Nam
Vai trò ngành gốm sứ xây dựng
Đặc điểm ngành gốm sứ xây dựng Việt Nam
CHƯƠNG 1
Nguyên liệu sản xuất
Nguyên liệu dẻo
Nguyên liệu gầy
Nguyên liệu làm giảm nhiệt độ nung sản phẩm gốm sứ.
CHƯƠNG 2
Men và xương gốm sứ
Tính toán phối liệu cho xương gốm sứ .
Khái niệm về men gốm sứ .
Các tính chất cơ bản của men
Nguyên liệu chế tạo men màu
Tính toán phối liệu chế tạo men
CHƯƠNG 3
Công nghệ chế tạo gạch ngói
Đặc tính kỹ thuật sản phẩm gạch ngói

phân tán cao, kết hợp với nước tạo thành khối dẻo, giữ nguyên hình dáng sau sấy và
có cường độ như đá sau khi nung
Công thức chung của đất sét:
2 3 2 2
. . .
m Al O n SiO p H O

Quá trình hình thành đất sét
Đất sét là sản phẩm của quá trình phong hóa của các loại đá: Granite, Feldspat,
Bazan, các loại đá trầm tích tạo thành các loại đất sét khác nhau. Quá trình phong hóa
đó xảy ra dưới sự tác động của điều kiện thiên nhiên: Thay đổi nhiệt độ, nắng, mưa,
gió ,dòng chảy biến đổi hóa lý… với thời gian dài hàng triệu năm trên bề mặt trái đất.
có thể biểu diễn dưới dạng công thức dơn giản như sau:
R2O.AL2O3 .6SiO2 (Feldspar ) + CO2 + H2O ⇒
AL2O3 .2SiO2.2H2O (Caolinnit)+ R2CO3 + 4SiO2
Phân loại đất sét
Đất sét nguyên sinh: Là loại đất sét phong hóa từ các loại đá và chúng nằm
nguyên tại chỗ tạo thành các mỏ sét
Đặc điểm: Thành phần hạt thô, kém dẻo, lẫn nhiều sạn sỏi cát thạch anh, thành
phần hóa ổn định.
Đất sét thứ sinh: Là loại đất sét dược phong hóa từ các loại đá và sau đó được
đưa đi dến vị trí khác nhờ các tác động của thiên nhiên: gió, mưa, dòng chảy, tạo
thành các mỏ sét.
Đặc điểm: Loại đất sét này có thành phần hạt mịn, độ dẻo cao, thành phần hóa
không ổn định, lẫn nhiều tạp chất hữu cơ, màu sắc biến đổi rất lớn .
Thành phần khoáng vật của đất sét
Khoáng Caolinnit (AL2O3.2SiO2.2H2O)
- Đây là thành phần khoáng cơ bản của đất sét , cấu tạo dạng tấm, vẩy.
- Kích thước riêng biệt của các tấm thường là 0,1 – 0,3 µm ,
- Chiều dày cụm phân tố : 7,2

Thành phần hóa học của đất sét
Oxýt silic: (SiO2 )
- Có trong đất sét khoảng 48 – 70 % ,
- tồn tại ở hai dạng: liên kết khoáng và tự do
- Đây là thành phần chính trong dất sét , tham gia phản ứng với AL2O3 tạo
nên các thành phần khoáng mới có cường độ cao sau khi nung
Chú ý: Nếu tồn tại ở trạng thái tự do nhiều sẽ gây cho đất sét kém dẻo, khó tạo hình
và xốp sản phẩm.
Oxýt nhôm: (AL2O3)
- Có trong đất sét từ 8 – 40 %
- Và chỉ tồn tại ở trong thành phần khoáng sét. Dựa vào thành phần này ta chia
đất sét thành 3 loại :
+ Đất sét dễ chảy: có hàm lượng
2 3
15% 22%
Al O = −
+ Đất sét khó chảy và chịu lửa: có hàm lượng
2 3
22% 30%
Al O = −
+ Cao lanh: có hàm lượng
2 3
30%
Al O >
Hàm lượng oxýt nhôm ảnh hưởng nhiều đến tính dẻo của đất sét .
Ôxýt canxi: (CaO)
- Thường ở trong đất sét dạng muối cacbonat.
- Nó làm giảm khả năng liên kết và hạ thấp nhiệt độ nung, làm giảm khoảng
nhiệt độ nóng chảy của đất sản phẩm dễ bị phế phẩm khi nung.
- Nếu hàm lượng CaCO3 cao thì không thể sản xuất đựơc gốm sứ .

4

50 – 250 µm : 1 – 22 %
> 1000 µm : 10 %
Đối với cao lanh do thành phần hạt thô cho nên kém dẻo hơn so với đất sét dễ
chảy và chịu lửa .
Độ dẻo của đất sét:
Khi nhào trộn đất sét với nước, đất sét sẽ có 3 trạng thái khác nhau tùy theo
lượng nước nhào trộn:
+ Trạng thái khô : Khi độ ẩm Từ 2 – 10 % Khi đó đất sét chưa thể hiện tính
dẻo .
+ Trạng thái dẻo : độ ẩm từ 14 – 24 % , đất sét có độ dẻo cao ,tính dẻo thể hiện
ngay sau khi nhào trộn. Tạo hình rất tốt .
+ Trạng thái chảy lỏng: độ ẩm từ 34-38 % , trở thành hệ keo, sử dụng cho tạo
hình theo phương pháp hồ đổ rót trong khuôn thạch cao .
Đặc trưng tính dẻo của đất sét
Chỉ số dẻo D
D = WGhl – WGhlv ( % ),
WGhl : Độ ẩm ở trạng thái lỏng – WGhl ( % ),
WGhlv : Độ ẩm ở trạng thái lăn vê - WGhlv ( % ),
> Nếu D càng lớn thì độ dẻo càng cao , tính tạo hình càng tốt.
Tính chất nhiệt của đất sét
Quá trình nung làm biến đổi hoàn toàn tính chất cơ lý của sản phẩm sau khi
nung, làm cho sản phẩm gốm có những tính chất rất đặc biệt và bền vững trong môi
trường thiên nhiên .
Quá trình nung chia làm 4 giai đoạn như sau:
Giai đoạn sấy: Từ nhiệt độ thường đến
0
200
C

FeCO3, Tạo thành các oxýt riêng biệt .
Quá trình này làm cho sản phẩm xốp. Từ
0
800
C
trở lên các tạp chất kiềm sẽ
tương tác với các thành phần khác tạo nên chất nóng chảy, tạo điều kiện cho các phản
ứng tạo thành các hợp chất mới trong sản phẩm gốm.
Giai đoạn nung : từ
0 0
900 1200
C C
− : giai đoạn này pha lỏng thay đổi liên tục
theo hướng tăng nhiệt, làm cho sản phẩm gốm có những tính chất khác nhau.
Khoảng nhiệt độ
0 0
900 1050
C C
−
SiO2 + AL2O3 ⇒ AL2O3 .SiO2 (Silimaner),
> đây là khoáng cuối cùng khi nung sản phẩm gạch ngói
Khoảng nhiệt độ
0 0
1150 1250
C C
−
3( AL2O3 .SiO2 ) ⇒ 3 AL2O3 .2SiO2 (Mulite)+ SiO2
Khoáng mulite là khoáng cu
ối cùng khi nung sản phẩm đồ sứ vệ sinh hoặc gạch
granite .

- Từ giữa thế kỷ 20 cho đến nay các loại sản phẩm gốm sứ xây dựng tráng
men đã được sử dụng ngày càng rộng rãi như :
+ Các loại sứ vệ sinh : Lavabor ,Bàn cầu, bồn tắm,bồn tiểu,thùng lọc nước

+ Các loại tấm ốp tráng men : Các loại gạch lát nền ,gạch ốp tường trong
và ngoài công trình
Phân loại men:
- Các sản phẩm gốm sứ tùy theo đặc tính kỹ thuật của mỗi loại mà người ta
sử dụng các loại men men khác nhau, ví dụ : Men cho gốm sứ công nghiệp khác
men dùng cho sứ dân dụng, khác với men sứ cách điện Qua đó chúng ta cũng
thấy được các đặc trưng tính chất sản phẩm cũng như phạm vi sử dụng của nó.
- Có rất nhiều cách phân loại khác nhau nhưng hiện nay phân loại một cách
tổng quát nhất đó là Phân loại theo phạm vi nhiệt độ nung. Theo cách phân loại
này đã thể hiện được đầy đủ tính chất công nghệ khi sản xuất cũng như tính chất
sản phẩm gốm sứ một cách rõ rệt . Theo cách phân loại này người ta chia men
gốm sứ thành 2 loại sau :
- Men khó chảy : Nung ở nhiệt độ cao
- Men dễ chảy : Nung ở nhiệt độ thấp . BÀI GIẢNG MƠN HỌC “KỸ THUẬT SẢN XUẤT GỐM SỨ”

6

Men khó chảy:
- Loại men này có nhiệt độ nóng chảy khá cao
0 0
1250 1450
C C
−

hay :
1.0.
RO
;
2 3
(0.5 1.2).
Al O
−
2
(5.0 1.2).
SiO
−
Nhiệ
t
độ
nung

0 0
1350 1435
C C
−
Men dễ chảy:
- Loại men này có mhiệt độ nóng chảy thấp ( dưới
0
1250
C
) ,độ nhớ
t
của
men khi nóng chảy nhỏ. Đây là loại men nghèo

−
Trong đó: RO có thể chỉ là ôxyt chì hoặc thêm các ôxýt bazơ. Nhiệt độ nung
khoảng
0 0
900 1000
C C
−
1.0.
RO
;
2 3
(0.0 0.25).
Al O
− ;
2
(0.6 3.0).
SiO
−
2 3
(0.1 0.725).
B O
−
Trong đó : RO chủ yếu là PbO có thêm một lượng nhỏ ôxýt kiềm và CaO.
Nhiệt độ nung khoảng
0 0
1000 1050
C C
− .
- Men Bor có giới hạn sau :
1.0.BÀI GI
Ả
NG MƠN H
Ọ
C “K
Ỹ
THU
Ậ
T S
Ả
N XU
Ấ
T G
Ố
M S
Ứ
”

7

Độ nhớt:
Đặc điểm của men là không có điểm nóng chảy xác đònh, mà nó có sự thay
đổi dần từ trạng thái dẻo, quánh, sang trạng thái chảy tràn. Do đ
ó
độ nhớt của nó
cũng thay đổi theo nhiệt độ tăng dần, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược


2 3 2 3 2 2 3
B O ZnO CaO Al O MgO SnO Cr O
− − − − − −

Và giảm theo dãy sau : 2 2 2 2 2
SrO BaO SiO TiO Na O PbO K O Li O
− − − − − − −
Có thể thay đổi sức căng bề mặt của men mà không cần thay đổi thành
phần hóa học men bằng cách thay đổi nhiệt độ nung sản phẩm .
Sự nở vì nhiệt của men:
Sự dãn nở của men được biểu thò bằng sự dãn nở của vật khi nâng lên một
độ gọi là hệ số dãn nở.
Sự chênh lệch hệ số dãn nở nhiệt của men và xương, nếu trong phạm vi
hẹp sẽ không gây khuyết tật men (vì men có khả năng đàn hồi trong một phạm vi
nhất đònh khi xuất hiện những ứng suất sinh ra khi nung sản phẩm, cho nên giữ
được cho men không bò nứt, bò bong men)
Tuy nhiên sự chênh lệch hệ số giãn nở giữa men và xương quá lớn thì ứng
suất nhiệt tăng quá lớn thì sẽ xảy ra hiện tượng nứt hoặc bong men. Đây cũng là
một trong những nguyên nhân gây nên những hiện tượng nứt và rạn men trên các
sản phẩm của nhà máy sứ Thiên Thanh trước đây.
BÀI GI
Ả
NG MƠN H
Ọ
C “K
Ỹ

trung gian càng dày thì giữa men và xương càng phù hợp nhau .
Sự hình thành lớp trung gian này phụ thuộc vào thành phần xương và men ,
nhiệt độ nung, thời gian hằng nhiệt ở nhiệt độ cao nhất khi nung, độ xốp của
xương và độ chảy của các ôxyt có trong men. Thông thường để tạo lớp trung gian
tốt người ta thường đưa vào phối liệu men loại axit Boric vì
2 3
B O
có khả năng hòa
tan tốt và ăn sâu vào xương sản phẩm .
Pb và
2
R O
cũng là chất có khả năng hòa tan mạnh nhưng ôxýt kiềm có hệ
số dãn nở quá lớn nên ít sử dụng trong trường hợp này .
Quá trình tạo màu của men:
Màu của men được tạo thành từ hai phương pháp sau :
1> Cho vào men các chất tạo màu bền nhiệt, các chất này hầu như không
tan trong các chất nóng chảy khi nung mà chúng phân tán rất đồng đều trong men
và tạo nên màu cho men .
2> Cho vào men các ôxýt kim loại mang màu hay muối của nó. Khi nung,
chúng kết hợp với các thành phần khác trong men tạo thành các Silicat màu hòa
tan trong men, tạo nên màu sắc cho men .
> Cả hai phương pháp trên đều được sử dụng trong ngành sản xuất gốm sứ
xây dựng. Cường độ màu của men phụ thuộc vào hàm lượng các ôxýt gây màu
trong men Còn màu sắc nó sẽ phụ thuộc loại ôxýt màu sử dụng trong thành phần
phối liệu men, đặc biệt là sự phối trí của các loại ôxýt màu khác nhau .
Ví dụ :
Oxýt
Côban có số phối trí :
+ 4 tạo thành nhóm [ CoO4 ] cho màu lam.

M S
Ứ
”

9

Để hiểu thêm vấn đề màu sắc của men, chúng ta khảo sát một vài loại
ôxýt kim loại cơ bản thường sử dụng trong phối liệu chế tạo men sau đây :
Oxýt
Nh
ơm
2 3
Al O
:
Loại ôxýt nhôm bản thân không gây màu sắc cho men nhưng nó đóng vai
trò rất quan trọng trong việc tạo thành màu cho men. Nó có tác dụng trung hòa các
cấu tử thừa trong phản ứng tạo màu và duy trì sự cân bằng hóa học .
Ví dụ :
- Đối với men màu lục, khi tăng
2 3
Al O
làm cho màu lục của
2 3
Cr O
sáng lên
đồng thời có ánh vàng rất đẹp. Còn khi không có
2 3
Al O
thì màu lục của
2 3

SnO
sẽ tạo thành màu hồng .
- Nếu cho thêm vào men đỏ khoảng 1%
2
SnO
có tác dụng làm cho men đỏ
đều hơn, chống được hiện tượng kết tinh .
- Khi trong thành phần men có đủ CaO có thể cho thêm
2 3
B O
nếu không
men sẽ chuyển từ màu lục hành màu xám xanh tới nâu bẩn .
-
Oxýt

Crơm (
2 3
Cr O
)
làm tăng nhiệt độ chảy men vì vậy muốn giữ nguyên
nhiệt độ chảy của men phải giảm hàm lượng
2 3
Al O
trong men .
- Để tạo màu lục đậm thường thêm NiO và CuO .
Oxýt

Cơban (
2 3 3 4
; ;

cho men gốm sứ ngùi ta còn sử dụng các loại ôxýt khác ví dụ như : MnO ; Fe 2O3
; ZrO2 ; Li 2O ;
BÀI GI
Ả
NG MƠN H
Ọ
C “K
Ỹ
THU
Ậ
T S
Ả
N XU
Ấ
T G
Ố
M S
Ứ
”

10

Thông thường khi muốn có màu sắc của men đẹp, có ánh màu, cøng độ
cao thì bao giờ chúng ta cũng sử dụng một số chất gây màu chứ không sử dụng
một chất gây màu.
Công thức của men:
Thông thường hiệ
n
nay, để biểu diễn công thức men người ta thường hay
dùng công thức seger (Công thức phân tử), ưu điểm của công thức này là nó thể

chảy của men, tuy nhiên hàm lượng đưa vào không được vượt quá
2
1 1
( )
12 7
SiO
÷
,
nếu tăng nhiều sẽ gây nên men đục,
ví dụ:
Men PbO. 0,3
2 3
Al O
. 0,6
2
SiO
. Khi hàm lượng
2 3
Al O
tăng lên trong thành
phần men thì nhiệt độ nóng chảy của men tăng lên từ
0 0
(40 60 )
C
÷
với 0,1 mol
AL2O3 tùy theo dạng nguyên liệu đưa vào là caolanh hay fensfat .
Đối với men sành sứ có nhiệt độ nung từ
0 0
(1200 1300 )

liệu men trong sản xuất . BÀI GIẢNG MÔN HỌC “KỸ THUẬT SẢN XUẤT GỐM SỨ”

11

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH NGÓI
Khái niệm:
Sản phẩm gạch ngói là lọai sản phẩm sử dụng rất nhiều trong xây dựng cơ bản
hiện nay, do vậy nó cũng là loại sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến giá thành công
trình. Sản phẩm gạch ngói được sản xuất với công nghệ đơn giản nhất trong ngành
gốm sứ xây dựng, đồng thời cũng có giá thành rẻ nhất. Sản phẩm gạch ngói là lọai sản
phẩm nung ở nhiệt độ thấp.
Phân lọai sản phẩm gạch ngói :
Phân loại gạch
Phân lọai theo công dụng sản phẩm
Phân lọai theo khối lượng thể tích
Phân loại ngói :
Phân loai theo hình dáng .
Phân lọai theo diện tích sử dụng
Đặc tính kỹ thuật sản phẩm:
Sản phẩm gạch:

Loại Trọng lượng
viên (g)
Độ hút nước (%) Dài (mm) Rộng (mm) Cao (mm)
Số viên /
2
m


2
2 3
2 3
2
: (60 70)%
: (15 22)%
: (4 10)%
& 2.5%
3%
SiO
Al O
Fe O
CaO MgO
R O
÷


÷


÷


≤

≤




Máy cán mịn Nhào trộn 2 trục Nước 18% Máy ép lento Gạch mộc viên galett
Ủ 24 giờ Sấy ép ngói nung sản phẩm

Khai thác đất sét
Trước khi khai thác phải tiến hành khảo sát trữ lượng ,các tính chất kỹ thuật
của đất sét .
- Tiến hành bóc tầng phủ của đất .
- Khoanh vùng khai thác .
- Khai thác phải theo chiều sâu của mỏ sét nhằm đảm bảo tính đồng nhất của
đất sét.

Thiết bị khai thác: sử dụng rất nhiều lọai thiết bị khác nhau tùy theo điều kiện

Khối Lượng Thể tích
3
( / )
g cm

2.25 – 2.35 2.0 – 2.2
Cường độ nén (MPa) 400 – 500 180 – 250
Cường độ chịu uốn (MPa) 70 – 80 38 – 45
Mođun Đàn hồi (Mpa) 500 – 600 300 – 400
Hệ số dãn nỡ nhiệt
(5.5 – 6.5).
6
10
(4.5 – 5.3).
6
10Nguyên liệu sản xuất
Đất sét dẻo: Đất sét trắng Tân uyên có hàm lượng oxýt sắt thấp, độ dẻo cao
Cao lanh Đà lạt: Có hàm lượng ôxýt nhôm cao, Ôxýt sắt thấp, độ dẻo kém
Chất làm gầy: Cát thạch anh dùng cát Cam ranh, Xương phế phẩm trong khi
nung .
Chất trợ dung: Feldspar Phước hòa, Đà nẵng
Phụ gia dùng cho men: Sôđa, Các lọai ôxýt kim lọai màu, nước thủy tinh lỏng
Dây chuyền công nghệ sản xuất

Nguyên liệu dẻo nguyên liệu gầy Nung :
0 0
1250
nung
t C
=
Sản phẩm
Yêu cầu kỹ thuật của hồ đổ rót

Các Chỉ tiêu Sản Phẩm Sứ Sản Phẩm bán sứ
Lượng sót trên sàng 5600 lỗ/
2
cm
(%)
1.8 – 2.2 5 – 8
Độ ẩm của hồ
(%)

32 – 34 32 – 34
Vận tốc chảy sau 30s 6 – 14 12 – 15
Vận tốc chảy sau 30 phút 15 – 40 23 – 28
Mật độ hồ
3
( / )
g cm

các chỉ tiêu về kích thước hình dáng hình học, độ đồng nhất của bán thành phẩm
và của sản phẩm
Muốn đạt được điều đó cần phải hiểu biết đầy đủ về lý thuyết tạo hình
nghiên cứu chế tạo các loại máy chuyên dùng thích hợp cho mỗi loại sản phẩm
Theo mức độ đồng nhất (Thành phần ,độ ẩm , mật độ ,và cấu trúc ) do các
phương pháp tạo hình đạt được thì có thể xếp theo thứ tự như sau :
Đổ rót sản phẩm rỗng ( Hồ thừa)
Đổ rót sản phẩm đặc ( hồ đầy )
Ép dẻo trên máy ép lento, trên bàn xoay, nện thủ công .
Ép bán khô .
Chọn phương pháp tạo hình
Cơ sở để chọn phương pháp tạo hình là : hình dáng và các tính chất đặc
trưng sản phẩm ,tính chất phối liệu,năng suất và giá thành sản phẩm .
Các phương pháp tạo hình
Tạo hình dẻo
Phương pháp tạo hình dẻo bao gồm: tạo hình trên bàn xoay, gắn ráp trong
khuôn thạch cao, ép dẻo bằng máy ép lento để sản xuất gạch ngói.
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào tính dẻo của nguyên liệu, phối liệu
sản xuất
Trong phần gốm xây dựng chúng ta tập trung vào phương pháp tạo hình ép
lento và ép dập chế tạo ngói lợp .
Tạo hình bằng máy ép lento
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất gạch ngói là đất sét dễ chảy có độ dẻo
cao, thành phần hạt mòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp và có khoảng nhiệt độ kết
khối khá nhỏ .
Nguyên liệu sau khi nhào trộn đồng nhất có độ ẩm từ 18 – 24 % được đưa
vào máy ép lento để tạo hình thành gạch hoặc viên Galét sản xuất ngói
Trước khi ép ngói, viên galet được ủ trong không khí tự nhiên từ 24 – 48
giờ nhằm tạo cho viên galet có độ ẩm đồng nhất
Tạo hình theo phương pháp bán khô

Thể tích phối liệu ẩm
gn Khối lượng nước trong phối liệu (g)
go Khối lượng bột khô (g)
u Hàm ẩm phối liệu , u = gn / gk
Mật độ của bột ép phụ thuộc rất nhiều vào cấp phối hạt trong phối liệu, để
tính cấp phối bột ép có mật độ lớn nhất, sử dụng phương trình :

100.
d
A
D
=

Trong đó: A - Hàm lượng hạt nhỏ hơn kích thước đã biết .
D,d - Kích thước hạt lớn, hạt nhỏ
> Cho nên khi biết kích thước hạt lớn nhất thì có thể xác đònh được các cỡ hạt
khác để đảm bảo cho mật độ lớn nhất .
Khi ép: có lực tương tác tăng dần thì mật độ bột ép thay đổi, không khí
trong bột ép dễ dàng thoát ra khi lực ép còn nhỏ. Khi lực ép tăng thì mật độ tăng,
không khí rất khó thoát ra ngoài, nếu không thoát được nó bò nén ở bên trong sản
phẩm làm cho sản phẩm không đặc chắc dồng thời gây hiện tượng quá nén, sản
phẩm dễ bò vỡ khi tháo khuôn.
Biểu đồ thành phần hạt trong phối liệu
- Khi lực ép đạt giá trò max thì bề mặt tiếp xúc giữa các hạt tăng lên, cường
độ lớn nhất.
- Nếu độ ẩm cao, hạt nhỏ nó cản trở quá trình thoát khí, dễ gây hiện tượng
phân lớp.
BÀI GIẢNG MƠN HỌC “KỸ THUẬT SẢN XUẤT GỐM SỨ”

17

Phương pháp ép bán khô:
- Ép một chiều
- Ép hai chiều
Chế độ ép:
- Ép một bậc
- Ép hai, ba bậc
Tạo hình theo phương pháp hồ đổ rót
Sự hình thành lớp mộc trên khuôn thạch cao
Khi đổ rót hồ vào khuôn thạch cao, do thạch cao có khả năng hút nước nên
hồ chuyển độn g theo hướng thành khuôn bám vào thành khuôn lớp mỏng đều đặn
và sít chặt, và lớp mộc dày tăng dần theo thời gian .
Nếu gọi chiều dày lớp mộc là x, trong một đơn vò thời gian dt thì lớp mộc
tăng thêm dx, dx sẽ giảm dần khi chiều dày lớp mộc tăng vì khả năng hút nước
của thạch cao giảm dần .
Nếu giả thiết khả năng hút nước của thạch cao là a và coi a là hằng số thì
quan hệ giữa chiều dày lớp mộc và thời gian sẽ là:

2 2
1
. . .
x t x
x
a x
d dt d d
x a
x
t d x x t a x t a a t
a a
= ⇒ =
= = ⇒ = ⇒ = =

C
và thạch cao phải nghiền mịn để đảm bảo bề mặt nhẵn cho sản phẩm sau này.
Mặt khác khn thạch cao phải đảm bảo cường độ, chống việc khn bị sứt mẻ trong
q trình sử dụng và bào mòn
Tính chất hóa lý của hồ BÀI GIẢNG MÔN HỌC “KỸ THUẬT SẢN XUẤT GỐM SỨ”


C
. Do
vậy chi phí cho quá trình sấy chiếm khá lớn trong giá thành sản xuất, cho nên quá
trình sấy rất quan trọng trong sản xuất gốm sứ xây dựng. Nếu để xảy ra sự cố trong
quá trình sấy có thể dẫn đến làm hư hỏng toàn bộ sản phẩm trong khi nung

Quá trình sấy vật liệu
Trạng thái ẩm trong vật liệu
Mọi vật liệu ở trạng thái rắn đều có khả năng hút ẩm từ môi trường xung
quanh hoặc ngược lại có thể thoát ẩm từ nó vào môi trường. Quá trình thuận nghịch
này phụ thuộc tính chất vật liệu và trạng thái của môi trường xung quanh .
Gọi: Áp suất hơi nước ở môi trường xung quanh là
h
P

Áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy là
m
p

Nếu
m h
p P
≥
: tồn tại thì hơi ẩm của vật liệu bay hơi vào môi trường xung quanh.
Chú ý : Áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu pm phụ thuộc vào độ ẩm của vật
liệu, dạng liên kết nước với vật liệu, nhiệt độ và cấu trúc của vật liệu. Khi nhiệt độ và
độ ẩm tăng thì
m
p
tăng . Lực liên kết ẩm với vật liệu tăng thì



∂
∂
−






∂
∂
±






∂
∂
±=
x
p
D
x
t
k
x

m
p
và
h
P
của môi trường (
0
,
t v
của khí sấy).
- Khi độ ẩm trên bề mặt vật liệu nhỏ hơn bên trong vật liệu, ẩm sẽ di chuyển từ
bên trong ra bên ngoài nhờ sự chênh lệch độ ẩm ở dạng lỏng hoặc dạng hơi .
- Đồng thời với quá trình thoát ẩm từ trong ra ngoài, không khí sấy cung cấp
nhiệt làm tăng nhiệt độ của vật liệu sấy từ ngoài vào trong. Sự chênh lệch này cần đạt
mức nhỏ nhất thì quá trình sấy tốt nhất, chất lượng sấy đảm bảo tốt nhất .
- Như vậy khi giai đoạn sấy ban đầu, ẩm dịch chuyển từ trong ra ngoài theo
dạng lỏng, nhưng ở giai đoạn sau
0
t
tăng, ẩm dịch chuyển theo dạng hơi. Toàn bộ quá
trình dịch chuyển chất ẩm chuyển đi trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị bề mặt
vật liệu sấy được xác định bằng phương trình Ginzburg :

Trong đó: m Tốc độ dẫn ẩm
2
( / . )
Kg m h

±
còn chỉ chiều chuyển động của ẩm phụ thuộc vào
gradien nhiệt độ
Trị số
δ
đối với đất sét phụ thuộc vào độ ẩm của chúng.
δ
có trị số max ở
điểm tới hạn
Ví dụ: Với W % = 5 % thì
0
0.0006(1/ )
C
δ
=
W % = 10 % thì
0
0.00125(1/ )
C
δ
=
W % = 20 % thì
0
0.00076(1/ )
C
δ
=
; ;
C t p
x x x

m h
p P
>
, hơi nước bay hơi từ
bề mặt vật liệu vào môi trường xung quanh.
Trong quá trình sấy, lượng vật liệu sấy bị biến đổi vì ẩm trong nó bị loại trừ
Nếu biết độ ẩm và khối lượng mẫu ban đầu của vật liệu thì vẽ được đường cong độ
ẩm w phụ thuộc vào thời gian W=f(t), tức là đường cong sấy.

Đồ thị : Biến đổi độ ẩm(w), tốc độ sấy (ms) và nhiệt độ theo thời gian I I. Giai đoạn đốt nóng
II. Giai đoạn tốc độ sấy không đổi
III. Giai đoạn tốc độ sấy giảm

TKa
D
X
n
V
V
δσ
=
∆
Trong
đ
ó: A - h
ệ
s
ố
hình d
ạ
ng s
ả
n ph
ẩ
m
D
ạ
ng t
ấ
m A=2, D
ạ
ng tr
ụ

ế
u t
ă
ng h
ệ
s
ố
d
ẫ
n
ẩ
m K và
0
γ
thì tr
ị
s
ố
wth gi
ả
m.
- M
ỗ
i lo
ạ
i s
ả
n ph
ẩ
m thì (s) không thay

ề
u.
-
Độ

ẩ
m cu
ố
i cùng có ý ngh
ĩ
a r
ấ
t l
ớ
n vì khi s
ấ
y s
ả
n ph
ẩ
m
đạ
t wc s
ẽ
k
ế
t thúc
quá trình s
ấ
y.

t l
ượ
ng và giá thành s
ả
n ph
ẩ
m.
Để
s
ả
n ph
ẩ
m nung
đạ
t ch
ấ
t l
ượ
ng cao c
ầ
n ph
ả
i làm ch
ủ

đượ
c k
ỹ
thu
ậ

ừ
ng lo
ạ
i s
ả
n ph
ẩ
m.
C
ơ
s
ở
lý thuy
ế
t c
ủ
a quá trình nung?
Trong ngành s
ả
n xu
ấ
t g
ố
m s
ứ
xây d
ự
ng, có s
ả
n ph

i. Quá trình nung là quá
trình không thu
ậ
n ngh
ị
ch và h
ầ
u nh
ư
không
đạ
t
đượ
c s
ự
cân b
ằ
ng pha (Không th
ự
c
hi
ệ
n
đế
n cùng)
Hi
ệ
n t
ượ
ng k

ử
v
ậ
t ch
ấ
t do xu
ấ
t hi
ệ
n hay phát tri
ể
n m
ố
i liên k
ế
t gi
ữ
a các h
ạ
t
Do s
ự
bi
ế
n m
ấ
t c
ủ
a các l
ỗ

ậ
n bi
ế
t hi
ệ
n t
ượ
ng k
ế
t kh
ố
i là:
- Gi
ả
m th
ể
tích: Có th
ể
coi
độ
co th
ể
tích hay chi
ề
u dài là hàm s
ố
c
ủ
a các y
ế

ó t
ă
ng mô
đ
un
đ
àn h
ồ
i là
thông s
ố

đặ
c tr
ư
ng nh
ấ
t
Gi
ả
thuy
ế
t k
ế
t kh
ố
i
Hi
ệ
n t

ụ
và b
ố
c h
ơ
i c
ủ
a Kysunski.
- Thuy
ế
t khuy
ế
t tán c
ủ
a Kingery.
Tùy thu
ộ
c vào nhi
ệ
t
độ
mà hi
ệ
n t
ượ
ng khuy
ế
ch tán x
ả
y ra

ch tán.
Ch
ủ
y
ế
u là s
ự
khuy
ế
ch tán c
ủ
a các khuy
ế
t t
ậ
t, còn g
ọ
i là Vacance
Th
ự
c ch
ấ
t c
ủ
a v
ấ
n
đề
k
ế

ườ
ng h
ợ
p x
ả
y ra khuy
ế
ch tán th
ể
tích
theo Frenkel m
ố
i t
ươ
ng quan gi
ữ
a chúng có th
ể
bi
ể
u di
ễ
n b
ằ
ng ph
ươ
ng trình sau

ề
m
ặ
t