Регулирование технологических свойств глиняных масс. 
Физическая обработка глинистых пород

На стадии глиноподготовки и формирования шихты при пластическом способе применяют следующие технологические приемы, способствующие повышению качества сырца и готовых изделий: вымораживание глинистой породы, зумпфование, подогрев массы, вакуумирование, виброформование.

Вымораживание глинистой породы обладает высокой технологической эффективностью. Сущность способа заключается в том, что разрыхленную породу замачивают и в таком состоянии подвергают примерно годичному вылеживанию на открытом воздухе. Под влиянием многократных циклов замораживания и оттаивания вода, замерзая в мельчайших капиллярах глиняных частиц и увеличиваясь при этом в объеме, разрушает связи между ними, диспергируя частицы глины. Вследствие этого возрастает удельная поверхность глинистых частиц, более полно завершаются процессы набухания, увеличивается количество связанной воды, обусловливающей более высокую прочность изделий из глинистого теста и улучшаются их формовочные и сушильные свойства.

Зумпфование — распространенный способ активации глинистого сырья вылеживанием, когда добытая летом глина складируется в бурты шириной 1,5−2,0 м, высотой 0,75−1,00 м и заливается водой. В течение 3−4 лет глина подвергается воздействию природных факторов, включая замораживание и оттаивание, увлажнение и высушивание. Изменение структуры природного сырья и его реологических свойств при этом происходит за счет адсорбционного понижения прочности. В результате этого процесса улучшаются формовочные и сушильные свойства глины и снижается брак при формовании, сушке и обжиге изделий.

Вылеживание глины повышает производительность глиноперерабатывающего оборудования и пресса на 20% и примерно в такой же пропорции снижает расход электроэнергии. Наличие микротрещин позволяет жидкости проникать в поверхностный слой материала и образовывать в трещинах тончайшие пленки, обладающие значительным избытком свободной энергии, возрастающим с уменьшением толщины пленки. Чтобы уменьшить свободную энергию, пленка жидкости стремится «утолститься» в микротрещине, оказывая расклинивающее давление на стенки трещины. Кинетика всасывания зависит от вязкости жидкости, поэтому для интенсификации процесса разрушения следует добавлять ПАВ или электролиты. Для каждого минерала существуют свои, наиболее эффективные добавки: для кварца АlСО3, NaСl, МgС03 — нафтеновое мыло; для глинистых минералов — NaCl. Физическая активация сырья вылеживанием улучшает технологические свойства сырья, но не обеспечивает удаления крупных посторонних и карбонатных включений, не эффективна при плотных и вязких глинистых породах, требует больших площадей и времени.

К физическим способам активации можно отнести также методы, которые в настоящее время выполнены только на уровне лабораторных исследований: обработка дисперсий высоковольтным импульсным разрядом, магнитная обработка воды затворения, использование ультразвука и др.

Подогрев массы. В глиносмесителе осуществляют пароили газопрогрев глиномассы при температуре 50−80°С через систему нагревательных трубок, что облегчает работу головки пресса и подготавливает отформованное изделие — сырец к более быстрой сушке.

Вакуумирование. При формовании керамического кирпича и камней используют пресса с вакуум-камерой, в которой создается разряжение порядка 600−740 мм рт. ст. При этом происходит удаление воздуха и частично паров воды из глиномассы, благодаря чему масса становится прочнее в сушке и обжиге. При вакуумировании уменьшается на 1−2% влажность глиномассы и на 25−30% уменьшается усадка керамических изделий при сушке и обжиге. При формовании более пластичных масс вакуумирование должно быть более глубоким.

Виброформование — технологический прием решения задачи устранения свилеватости в отформованных изделиях. При этом осуществляется вибрация глиномассы при движении в головке и мундштуке пресса. Вибрация способствует своеобразному разжижению глиномассы по всему объему. В настоящее время теория изменения тиксотропных свойств глиняных масс при действии на них вибрации практически не исследована.