Что такое шамотная глина

Шамотная глина - что это такое, шамотная керамика, свойства, особенности, продукция

Шамот является не каким-то определённым сортом глины. Это материал, который представляет собой перемолотые кусочки керамики, при помощи которых происходит процесс «шамотирования» глины.

Именно поэтому редко где можно встретить название шамотная керамика, чаще всего материал носит название шамотная глина или шамотные массы. Такая глина может быть любого оттенка, степени пластичности, жирности и т.д.

Что такое шамотные массы

Шамотная глина, обладающая огнеупорными свойствами, содержит в своём составе гидроалюмосиликаты с высокой степенью дисперсии. Материал принадлежит к категории природных ископаемых.

Существует два подвида шамотной глины:

глина морского типа;
глина материкового происхождения.

Морскую разновидность добывают со дна морского, как нетрудно догадаться, а вот материковые разновидности могут быть найдены в речных и озёрных донных слоях.

Цвет у данного материала может быть разным, всё зависит от состава и концентрации тех или иных компонентов. Обычно чистый продукт окрашен в светло-серые тона, но довольно часто встречаются красные, синие, жёлтые глины.

В состав шамотных масс обычно входят следующие компоненты:

фрагменты кварцевого песка;
оксид калия;
оксид алюминия;
оксид кальция;
оксид магния;
оксид железа и натрия.

История материала

Точно определить, когда именно был открыт шамот, не представляется возможным. В активный обиход материал вошёл в XIX веке и до сих пор между Германией и Францией ведутся ожесточённые споры по поводу того, какая же всё-таки страна является «изобретателем» данного вида глины.

На самом деле шамотная глина существует с глубокой древности, просто человек долгое время не мог научиться обрабатывать её таким образом, чтобы она служила ему на пользу в быту.

Активное внедрение шамота в обиход хоть и состоялось в XIX веке, широкую популярность за пределами Европы материал получил лишь ближе к середине XX века. Его начали активно использовать для изготовления посуды, декора, кирпича, скульптур, архитектурного оформления. Материал обладал отличной пластичностью и устойчивостью перед высокими температурами, при обжиге из него удалялась вся вода, что позволяло применять такую глину во многих производственных сферах.

Месторождение по добыче шамотной глины

Характеристики материала и технологии обработки

Шамот является очень пластичным материалом. Во многом именно за это его любят мастера. Он позволяет создать практически любую форму.

Цвет шамотной глины может быть любым (как до обжига, так и после). Чаще всего содержание шамотной крошки в материале составляет примерно 20-40%, а вот размер шамотных фрагментов варьируется в пределах 0,1-2 мм. Конечно, крошка может быть настолько измельчена, что в массе её не увидишь, в таком случае стоит говорить о тонкомолотых шамотных массах. В таком материале шамот играет роль своеобразного отощителя, но и усадка будет несколько выше, чем у крупнодисперсных масс.

Формовка

Массы шамота набивают в подготовленные заранее формочки из гипса. Если есть большое желание, то можно поработать с этим материалом и на гончарном круге, если вы не против получить скрабирование рук крупными керамическими частицами.

Лучше всего из шамота получаются габаритные изделия с толстыми стенками. Хорошо из него выходят и плиты, и изразцы (гораздо ровнее в сравнении с более тонкими массами).

Просушка

Шамотная глина принадлежит к категории открытых материалов, что означает, что она свободно пропускает водяные пары. Так что и сушка будет проходить гораздо спокойнее, чем у родственных тонких масс. Однако не стоит забывать, что стенки шамотной керамики более толстые, так что и времени на полную просушку им нужно гораздо больше.

Обжиг

При обжиге важно обращать внимание на массу изделия. Нагрев и остывание будут проходить медленнее, чем у тонкостенных изделий, так что лучше слишком уж тяжёлые изделия обжигать на подсыпке из чистой шамотной крошки (это снизит усадочное трение о плиту). Температура обжига составляет 1300—1500°C.

Декорирование

Лучше всего выбирать такие способы декорирования, которые помогут подчеркнуть природную зернистость материала. Если же хотите, чтобы глазурь легла ровным слоем, то предварительно загладьте поверхность изделия на стадии формования, пока ещё шамот не успел высохнуть.

Декор из шамотной глины

В каких странах производят

Основными производителями шамота остаются следующие страны:

Болгария;
Германия;
Франция;
Чехия;
Испания;
Россия.

Также существуют небольшие предприятия и в других странах, но количество выпускаемых ими материалов и изделий из шамота не так велико, как у перечисленных.

Шамот в России

Популярность шамотной керамики проникла в Россию в 50-х годах ХХ века. Именно этим материалом начали облицовывать многие известные архитектурные сооружения, например, гостиницу «Украина», Центральный гастроном и многие другие. Ни время, ни погодные условия не смогли за более чем полувековую историю отделки повредить её.

Основными местами добычи шамотных масс в России остаются месторождения:

Астафьевское;
Кыштымское;
Палевское.

Посуда

Шамотную керамику используют в основном для производства цветочных горшков, ваз, посуды. Особенно часто из этого материала изготавливают турки.

Поскольку шамот является огнеупорным, он идеально подходит для формовки джезв разных типов. Даже при многократном использовании шамотные джезвы не трескаются, долго держат температуру, не теряют форму.

Шамот 🔥 общие сведения, характеристики и свойства, применение

Одной из разновидностей глины является шамот. Его используют в кладке печей, облицовке каминов, при изготовлении огнеупорных кирпичей, в качестве скрепляющего материала и для декоративного назначения. В состав шамотной глины входит белый каолин, который после обжига приобретает прочность и огнестойкость.

Высокотемпературная обработка превращает глину в материал, свойства прочности которого сравнивают с прочностью горных пород.

Шамотная глина или шамот – это обожженная глина из белого каолина, причем обжиг является обязательным условием изготовления материала, так как при высокой температуре происходит удаление химически связанной воды и материал теряет свою пластичность. Различают цирконовый, корундовый и высокоглиноземистый шамот. Керамисты шамотом называют смесь пластичных глин разного сорта с добавлением зернистой шамотной крошки.

Содержание

Общие сведения о шамотной глине
Технические параметры
Пластичность
Связующая способность
Воздушная усадка
Огневая усадка
Температура спекания
Огнеупорность
Шамотная глина в керамике

Общие сведения о шамотной глине

Шамот в своем составе содержит гидроалюмосиликаты высокой дисперсии, это группа природных силикатов с наличием кремния и алюминия. Образуется шамот только естественным путем, поэтому он считается природным ископаемым.

Различают морские шамотные глины и материковые глины. Морская глина, как уже понятно по названию, добывается с морского дна. Материковые глины залегают на дне рек и озер. В России есть три крупнейших месторождения шамотной глины: Кыштымское, Астафьевское и Палевское. Локальные месторождения повлекли за собой строительство комбинатов по изготовлению огнеупорных материалов.

Например, Боровичский комбинат огнеупоров Новгородской области использует шамотную глину с собственных карьеров.

Цвет готовой шамотной глины зависит от температуры ее обработки, а цвет начального сырья – от органических примесей и прочих компонентов. Глина без примесей имеет светло-серый оттенок. Встречаются красные, желтые и даже синие цвета. В состав шамота входят следующие элементы:

кварцевый песок;
оксид алюминия;
оксид калия;
оксид магния;
оксид кальция;
оксид железа;
оксид натрия.

Именно устойчивость к высоким температурам и сделала шамотную глину популярной и востребованной. В керамическом искусстве шамот тоже имеет ряд преимуществ, среди которых такие качества, как экологическая чистота и натуральность, а также прочность.

Для керамиста важным качеством шамота является то, что он не дает усадки при высыхании, а это означает отсутствие трещин, свойственных обычной глине. Срок сушки изделия может продлиться от 10 до 12 суток. На продолжительность данного процесса влияет не только толщина слоя глины, но и влажность окружающего воздуха, а также его температура.

Белая каолиновая глина образуется, благодаря процессу оседания горных пород. Сначала ее обжигают при температуре 1300-1500 градусов, в результате чего она спекается и теряет всю влагу. Каолин становится бурым. Затем его измельчают, а образовавшийся порошок (шамот) добавляют в основную массу для формирования изделий, как отощающую добавку, уменьшающую пластичность и усадку. Чем выше температура обработки, тем больше влаги потеряет материал. По способности поглощать влагу готовый шамот подразделяют на два типа:

высокожженные;
низкожженные.

Низкожженные шамоты обладают более высоким водопоглощением, то есть они способны впитывать в свои поры большее количество влаги. Водопоглащение выражается в процентах и показывает отношение разности масс сухого и влажного материала к массе сухого материала.

Шамотные глины способны выдерживать температуру до 1800 градусов, при этом сохраняя свои свойства и не разрушаясь. Температура указана условно. Ее более точное значение зависит от концентрации шамота и прочих компонентов. Обычно производители указывают состав глины и приводят детальную инструкцию по замешиванию. Благодаря тому, что у готовых кирпичей и шамотной глины одинаковый коэффициент линейного расширения, рекомендуется использовать эти материалы для кладки.

Такая величина, как влажность, тоже является характеристикой шамотной глины. Необходимо понимать, что более высокая влажность является причиной повышенной пластичности материала, следовательно, повышенной чувствительности к температурным перепадам. Влажность тоже указывает производитель, хотя в его обязанности это и не входит. Отличается глина и зернистостью. При изготовлении кирпичей пользуются мелкозернистым шамотом, а в декоративном искусстве – крупнозернистый.

Технические параметры

Все характеристики шамотной глины нормированы ГОСТ 6137-8. Согласно данным стандартам, к шамоту предъявляются определенные требования:

Цвет и консистенция (смесь серого цвета, обладает сыпучестью, комки и конгломераты отсутствуют).
Диаметр зерна (не должен превышать 2 мм).
Коэффициент поглощения влаги (для высокожженного шамота он составляет 2 – 10%, для низкожженного – до 25%).
Влажность шамота (не более 5%).
Температура плавления (лежит в диапазоне от 1550 до 1850 градусов).

Соответствующие указанным требованиям материалы имеют срок годности до 3 лет. Хранить шамот следует в сухой герметичной упаковке.

Получить качественный огнеупорный материал позволяют уникальные свойства белого каолина. Он устойчив к высоким температурам, поэтому может входить в состав любого строительного материала. Шамотная глина может быть использована в качестве основного материала для штукатурки в жилых помещениях. Она пропускает влагу сквозь поры, поэтому отлично сохраняет необходимый для человека микроклимат. Глина с добавлением шамота обладает высокой адгезией, что очень удобно при проведении кладки кирпича.

Изделия из шамотной глины отличаются долговечностью, а сам материал не теряет своих свойств в процессе эксплуатации. К сожалению, как и любой другой материал, шамотная глина обладает и определенными недостатками. Например, ее нельзя назвать доступной, поэтому продукт имеет относительно высокую стоимость. Кроме того, шамотная пыль, попадая в легкие, вызывает такое заболевание, как силикоз. Это профессиональная болезнь сотрудников комбинатов, где производят огнеупорные материалы.

Пластичность

К основным свойствам шамотной глины относят пластичность, огнеупорность, способность к огневой усадке, связующую способность. Некоторые термины требуют дополнительного определения. Под пластичностью подразумевается способность материала изменять свою форму при относительно небольшом воздействии. Это касается лишь увлажненных глин, так как шамотные глины, из которых была удалена влага, практически не подвержены деформации.

Пластичность возникает только когда глина контактирует с водой. Разные сорта глины обладают различными показателями пластичности, так как они зависят от состава минералов и зернистости шамота. При нагревании глины до температуры 150 градусов ее пластичность обратима. Но после дегидратационного процесса нагревание до более высоких температур делает пластичность необратимой. Снизить пластичность можно при помощи специальных добавок – отощителей, содержащих кварц и сухой шамотный песок.

Связующая способность

Связующая способность шамотной глины – показатель, который интересует не только строителей, но и декораторов. Глина способна связывать между собой мелкодисперсионные частицы шамота, которые сами по себе не являются пластичными. Под связностью подразумевается, что для разделения материала на части необходимо прикладывать определенное усилие.

Разведенный глиняный порошок после высыхания образует «сырец». Связующая способность сырца обусловлена пластинчатым строением частиц некоторых компонентов шамотной глины. Если такие компоненты будут присутствовать в других сортах глины, то их связность тоже будет высокой.

Воздушная усадка

Воздушная усадка показывает степень уменьшения объема заготовки после просушки. Она выражена в процентном соотношении к первоначальному объему. Для шамотных глин показатель воздушной усадки варьируется от 5 до 11%. Высокий показатель соответствует пластичным сортам глины. Их также называют «жирными» глинами.

Работать с пластичными сортами глины проще, однако в процессе обжига изделие начинает ужиматься, что приводит к образованию трещин. Сохранить первоначальные параметры без специальных примесей практически невозможно. В глину необходимо добавлять связующие компоненты.

Огневая усадка

Усадка происходит не только в процессе сушки, но и в процессе обжига, поэтому следует обратить внимание еще и на такую характеристику, как огневая усадка. Данный вид усадки объясняется, отнюдь, не испарением влаги, а плавлением глины, то есть некоторые ее соединения при высоких температурах могут плавиться. Жидкая субстанция проникает в поры и пространства между частицами, которые не расплавились. Плотность материала увеличивается, а объем, соответственно, уменьшается.

Весь описанный процесс называют огневой усадкой или усадкой огневого типа. Большое содержание кварцевого шамота позволяет избежать усадки. Дело в том, что кварцевые частица при высокой температуре образуют новые структуры кристаллический решетки увеличенного объема. Усадка и преобразование кристаллов компенсируют друг друга, поэтому объем заготовки практически не изменяется. Логично говорить о полной усадке, обусловленной процессом воздушной и огневой усадки. Для шамотной глины этот показатель не превышает 18%.

Для достижения заданных параметров необходимо рассчитать полную усадку и увеличить размеры заготовки. Усадка глины начинается при температуре 600 градусов и длится достаточно продолжительное время. Завершается монотонная усадка при достижении температуры в 1000 градусов. После этого интенсивность усадки увеличивается, а заготовка перестает изменяться в объеме только при температуре в 1400 градусов.

Температура спекания

Глина спекается в тот момент, когда она перестает впитывать влагу. Температура, при котором происходит указанный процесс, называется температурой спекания и служит одной из характеристик материала. Изделия из шамотной глины спекаются, не деформируясь, при этом сохраняются все огнеупорные свойства.

Огнеупорность

Под огнеупорностью понимают способность глины оставаться в твердом состоянии, то есть, не плавиться, при высоких температурах. Хорошая глина способна выдержать температуру до 1580 градусов. Высокая огнеупорность достигается очищением глины от посторонних примесей. Огнеупорность востребована при кладке печей и каминов.

Шамотная глина используется в качестве связующего материала, но из нее также изготавливаются кирпичи, которыми выкладывается внутренняя поверхность печи. Но такая глина нашла применение и в других отраслях. Она используется для изготовления изразцовых плиток, тигелей, в которых плавят драгоценные металлы, фарфора и фаянса, а также при лепке статуэток и декоративных поделок.

Шамотная глина в керамике

Фактурность глины, ее прочность и эстетичность нашла применение в качестве материала среди дизайнеров. Шамот используют в производстве изразцов, посуды, статуэток и прочих декоративных элементов интерьера. Мастер знает все о свойствах данного материала, поэтому использует примеси, регулируя его пластичность.

В керамике используется самая обычная глина, в которую добавляется сухой шамотный порошок. Доля этого порошка может достигать до 50% от всей массы материала.

Перед созданием изделия мастер подготавливает эскиз, по которому создаются необходимые формы и молды. Для изготовления раствора пользуются следующей схемой:

Ингредиенты засыпаются в одну емкость в пропорции 6:4 (глина/шамотная крошка).
Полученная смесь заливается водой и настаивается несколько дней.
Перемешиванием достигается сметанообразная консистенция.
Раствор заливается в заранее подготовленную форму или молд.

Некоторые мастера для ускорения застывания добавляют в раствор клей ПВА. Скульптуры и статуэтки изготавливают, нанося материал на проволочный каркас, поэтому глину делают более пластичной. В некоторых случаях добавляется стекловолокно, как скрепляющий наполнитель. Через 3-4 дня после окончания работ начинается этап обжига. До этого момента глина сохла на воздухе.

Готовое изделие из шамота — керамическая плакетка

Предварительная сушка является обязательным этапом, чтобы при обжиге не появлялось на поверхности трещин. Шамот плавно превращается в керамику при температуре 1300 градусов. Важно соблюдать технологию, чтобы получился качественный и экологически чистый продукт.

Шамот | Imerys

Шамот – это кальцинированная глина с высоким содержанием глинозема, используемая в основном для производства керамики и огнеупоров.

Ключевые цифры

Мировой производитель сырья для керамических изделий для сантехники

Ведущий мировой производитель кальцинированных продуктов для огнеупорной промышленности

Шамот, также известный как «грог», «шамотный песок» или «шамотная глина», составляет кальцинированная глина , содержащая большое количество глинозема. Он производится путем обжига выбранных огнеупорных глин во вращающейся печи при температуре от 1400°C до 1600°C, перед измельчением и просеиванием до частиц определенного размера.

Для керамики типичный шамот содержит не менее 40 % глинозема, не менее 30 % кремнезема, не более 4 % оксида железа и до 2 % оксида кальция и оксида магния вместе взятых. Распределение частиц по размерам обычно более крупное, чем у других сырьевых материалов, используемых, например, для изготовления корпусов санитарно-технических изделий.

Для огнеупоров шамот содержит в целом от 38% до 48% глинозема. Содержание железа обычно ограничено до 2,5%, а количество щелочей также должно быть ограничено для сохранения огнеупорности и термической стабильности при температурах до 1400 °C.

Обладая высокой устойчивостью к экстремальным температурам, суровым условиям эксплуатации, механическим повреждениям и коррозии, шамот является важнейшим ингредиентом в производстве керамики, в частности санитарно-технических изделий , и огнеупоров.

Зерна шамота были обработаны при очень высоких температурах, что означает, что они будут стабильными при обжиге при несколько более низкой температуре. Они используются для создания жесткого каркаса керамики и огнеупоров при высоких температурах, ограничивая усадку из-за спекания.

Вид на шахту «Буа-де-Рент» на нашем глиняном участке Шамот в Клераке (Франция)

Глинистые минералы, такие как каолинит, представляют собой алюмосиликатные гидраты и могут быть представлены химической формулой Al

₂ O ₃ .2SiO ₂ .2H ₂ 0. При нагревании («обжиге») эти гидраты теряют воду и превращаются в соединение муллита (3Al ₂ O ₃ .2SiO ₂), кристобалит (SiO ₂) и стеклообразную фазу, представляющую собой шамот.

Physical properties

Low porosity
High density
Excellent thermal stability
Good thermal shock resistance
High mechanical resistance
Corrosion resistance

Lump chamotte

White chamotte powder

Global spread

Imerys производит шамот в районе Бордо (Франция), в Грузии (США) и на Украине.

Ключевой ингредиент для сантехники и огнеупоров

При производстве сантехники шамоты Imerys используются для производства мелких шамотов , которые действуют как каркас, позволяя производить большие и сложные изделия, такие как ванны и душевые поддоны, с улучшенными механическими свойствами. Мелкие огнеупорные глины больше подходят для изготовления крупных и сложных узоров, чем стеклокерамика.

В промышленности плитки также используется шамот, в частности, экструдированная плитка.

На огнеупорный применения, высокопрочные и сверхпрочные, в качестве заполнителей используются высокоглиноземистые шамоты, а для матричного компонента огнеупорного кирпича и монолитных изделий

Imerys также предлагает уникальные кордиеритно-шамотные материалы, используемые в составе некоторых печей или огнеупорных тел для обеспечения выдающейся термостойкости и термостабильности. Эти материалы производятся в Клераке (Франция) путем объединения отборного сырья, прокаленного в печах.

Image

Душевой поддон, изготовленный из мелкозернистой шамотной глины с использованием шамота

Imerys будет продолжать поставлять шамоты для повышения производительности и производительности с конечной целью помочь нашим клиентам достичь еще более высоких результатов и дизайнерских возможностей.

Шамот уменьшает растрескивание и усадку керамики

Сокращает трещины

В последнее десятилетие развивается производство сантехнических изделий из тонкого шамота, что позволяет изготавливать изделия больших и сложных форматов благодаря стабильности размеров, которую шамот обеспечивает в процессе обжига.

Мелкий шамот представляет собой превосходную альтернативу стекловидному фарфору для изготовления более сложных и инновационных изделий, таких как большие душевые поддоны и умывальники.

С добавлением шамота можно уменьшить усадку и деформацию в процессе сушки и обжига. Таким образом, облегчается изготовление крупногабаритных изделий сложной формы.

Шамот – это кальцинированная глина, содержащая большое количество глинозема. Он производится путем обжига выбранных огнеупорных глин во вращающейся печи при температуре от 1400°C до 1600°C, перед измельчением и просеиванием до частиц определенного размера.

При добавлении к глине он действует как скелет во время стадии обжига, позволяя производить большие санитарно-технические изделия с улучшенными механическими свойствами и устойчивостью к растрескиванию. Для тонкой шамотной и дизайнерской сантехники добавление шамота также уменьшит пыление и проблемы со здоровьем и безопасностью.

Компания Imerys уже несколько десятилетий производит кальцинированные глины для производства огнеупоров и керамики. Наш ассортимент шамотной продукции соответствует высоким стандартам качества, применяемым к нашим кальцинированным продуктам, особенно с точки зрения физических свойств, таких как гранулометрический состав, тепловое расширение и характеристики, требуемые в рецептуре тонкодисперсной огнеупорной глины. Эти высокие стандарты качества ценятся клиентами, стремящимися повысить производительность мелкозернистой огнеупорной глины.

Imerys также разработала специальные ноу-хау и процессы, в результате чего появился специальный ассортимент продуктов из кальцинированной глины. Этот ассортимент продукции отвечает специфическим требованиям производства огнеупорной глины, мелкозернистой огнеупорной глины, сверхмелкозернистой огнеупорной глины и тонких/прочных керамических составов.

Шамот Imerys обладает следующими свойствами:

Контролируемый гранулометрический состав

Суспензия высокой плотности

Высокая текучесть и контролируемая тиксотропия

Хорошая скорость литья/бароидная проницаемость

Более высокая механическая прочность за счет улучшения набивки корпуса

Термическая стабильность во время обжига и снижение влагорасширения – необходимы для лучшего контроля расширения после обжига

Минимальное количество кристобалита во избежание пыления, растрескивания и проблем со здоровьем и безопасностью

Низкое магнитное содержание

Мы добываем и перерабатываем шамот во Франции, США и Украине.