粘土挖掘機

常見的黏土挖掘機結(jié)構(gòu)包括動力裝置，工作裝置，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，操縱機構(gòu)，傳動機構(gòu)，行走機構(gòu)和輔助設(shè)施等。傳動機構(gòu)通過液壓泵將發(fā)動機的動力傳遞給液壓馬達、液壓缸等執(zhí)行元件，推動工作裝置動作，從而完成各種作業(yè)。

粘土挖掘機行走裝置

行走裝置即底盤, 包括履帶架和行走系統(tǒng), 主要由履帶架、行走馬達 減速機及其管路、驅(qū)動輪、導向輪、托鏈輪、支重輪、履帶、張緊緩沖裝置組成，其功能為支承黏土挖掘機的重量，并把驅(qū)動輪傳遞的動力轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳?，實現(xiàn)整機的行走。車架總成（即履帶行走架總成）為整體焊接件, 采用X 形結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點是具有高的承載能力. 車架總成由左縱梁（即左履帶架）、主車架（即中間架）、右縱梁（即右履帶架）三部分焊接而成. 車架總成的重量為2噸.中央回轉(zhuǎn)接頭是聯(lián)接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，它保證回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，行走馬達還能正常配油，現(xiàn)用回轉(zhuǎn)接頭是5通。

粘土挖掘機工作裝置

工作裝置是液壓黏土挖掘機的主要組成部分，目前SY系列黏土挖掘機配置的是反鏟工作裝置，它主要用于挖掘停機面以下的土壤，但也可以挖掘最大切削高度以下的土壤，除了可以挖坑、開溝、裝載外還可以進行簡單平整場地工作。挖掘作業(yè)適應于開挖Ⅰ~Ⅳ級土，Ⅴ級以上用液壓錘或需爆破手段。反鏟工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗、搖桿、連桿及包含動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸在內(nèi)的工作裝置液壓管路等主要部分組成。

粘土挖掘機動力傳輸路線表

行走動力傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——中央回轉(zhuǎn)接頭——行走馬達（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——減速箱——驅(qū)動輪——軌鏈履帶——實現(xiàn)行走

回轉(zhuǎn)運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——回轉(zhuǎn)馬達（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——減速箱——回轉(zhuǎn)支承——實現(xiàn)回轉(zhuǎn)

動臂運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——動臂油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)動臂運動

斗桿運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——斗桿油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)斗桿運動

鏟斗運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——鏟斗油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)鏟斗運動

粘土挖掘機動力系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

進氣系統(tǒng)——網(wǎng)罩→膠管→空濾→膠管→增壓器→膠管→中冷器→膠管→發(fā)動機 ·排氣系統(tǒng)——增壓器→膨脹節(jié)→消聲器→排氣管 ·冷卻系統(tǒng)——水箱→膠管→節(jié)溫器→水泵→柴油機→膠管→水箱、油門控制系統(tǒng)——步進電機→減速機→蝸輪蝸桿傳動→油門拉線→柴油機油門—高怠速、低怠速限位開關(guān)、燃油系統(tǒng)

進油系：燃油箱→膠管→手油泵→粗濾器→精濾器→柴油機

回油系：柴油機→膠管→燃油箱 （回油量比較大，用它來進行部份冷卻）

1．黏土挖掘機是經(jīng)濟投入大的固定資產(chǎn)，為提高其使用年限獲得更大的經(jīng)濟效益，設(shè)備必須做到定人、定機、定崗位，明確職責。必須調(diào)崗時，應進行設(shè)備交底。

2．黏土挖掘機進入施工現(xiàn)場后，駕駛員應先觀察工作面地質(zhì)及四周環(huán)境情況，黏土挖掘機旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)不得有障礙物，以免對車輛造成劃傷或損壞。

3．機械發(fā)動后，禁止任何人員站在鏟斗內(nèi)，鏟臂上及履帶上，確保安全生產(chǎn)。

4．黏土挖掘機在工作中，禁止任何人員在回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)或鏟斗下面工作停留或行走，非駕駛?cè)藛T不得進入駕駛室亂摸亂動，不得帶培訓駕駛員，以免造成電器設(shè)備的損壞。

5．黏土挖掘機在挪位時，駕駛員應先觀察并鳴笛，后挪位，避免機械邊有人造成安全事故，挪位后的位置要確保黏土挖掘機旋轉(zhuǎn)半徑的空間無任何障礙，嚴禁違章操作。

6．工作結(jié)束后，應將黏土挖掘機挪離低洼處或地槽(溝)邊緣，停放在平地上，關(guān)閉門窗并鎖住。

7．駕駛員必須做好設(shè)備的日常保養(yǎng)、檢修、維護工作，做好設(shè)備使用中的每日記錄，發(fā)現(xiàn)車輛有問題，不能帶病作業(yè)，并及時匯報修理。

8．必須做到駕駛室內(nèi)干凈、整潔，保持車身表面清潔、無灰塵、無油污；工作結(jié)束后養(yǎng)成擦車的習慣。

9．駕駛員要及時做好日臺班記錄，對當日的工作內(nèi)容做好統(tǒng)計，對工程外零工或零項及時辦好手續(xù)，并做好記錄，以備結(jié)帳使用。

10．駕駛?cè)藛T在工作期間嚴禁中午喝酒和酒后駕車工作，如發(fā)現(xiàn)，給予經(jīng)濟處罰，造成的經(jīng)濟損失，由本人承擔。

11．對人為造成車輛損壞，要分析原因，查找問題，分清職責，按責任輕重進行經(jīng)濟處罰。

12．要樹立高度的責任心，確保安全生產(chǎn)，認真做好與建方溝通和服務工作，搞好雙邊關(guān)系，樹立良好的工作作風，為企業(yè)的發(fā)展和效益盡心盡責，努力工作。

13．黏土挖掘機操作屬于特種作業(yè)，需要特種作業(yè)操作證才能駕駛黏土挖掘機作業(yè)。

14．做保養(yǎng)時必須遵循保養(yǎng)禁忌。

轉(zhuǎn)式黏土挖掘機挖掘的物料主要是黏土。從近幾年工程機械的發(fā)展來看，轉(zhuǎn)式黏土挖掘機的發(fā)展相對較快，轉(zhuǎn)式黏土挖掘機已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機械之一。轉(zhuǎn)式黏土挖掘機最重要的三個參數(shù)：操作重量（質(zhì)量），發(fā)動機功率和鏟斗斗容。

1)開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的黏土挖掘機。數(shù)量最多的中、小型黏土挖掘機趨向于一機多能，配備了多種工作裝置——除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發(fā)展專門用途的特種黏土挖掘機，如低比壓、低噪聲、水下專用和水陸兩用黏土挖掘機等。

2)迅速發(fā)展全液壓黏土挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使黏土挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導向相結(jié)合，實現(xiàn)黏土挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。所有這一切，黏土挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好前提。

3)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標準化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如，德國阿特拉斯公司生產(chǎn)的黏土挖掘機裝有新型的發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，使黏土挖掘機按最適合其作業(yè)要求的速度來工作；美國林肯一貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓黏土挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)流量，避免了驅(qū)動功率的浪費。還安裝了CAPS(計算機輔助功率系統(tǒng))，提高黏土挖掘機的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能；日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五種新型號黏土挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助的功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命；德國奧加凱(O&K)公司生產(chǎn)的黏土挖掘機的油泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神鋼公司在新型的904.905.907.909型液壓黏土挖掘機上采用智能型控制系統(tǒng)，即使無經(jīng)驗的駕駛員也能進行復雜的作業(yè)操作；德國利勃海爾公司開發(fā)了ECO(電子控制作業(yè))的操縱裝置，可根據(jù)作業(yè)要求調(diào)節(jié)黏土挖掘機的作業(yè)性能，取得了高效率、低油耗的效果；美國卡特匹勒公司在新型B系統(tǒng)黏土挖掘機上采用最新的3114T型柴油機以及扭矩載荷傳感壓力系統(tǒng)、功率方式選擇器等，進一步提高了黏土挖掘機的作業(yè)效率和穩(wěn)定性。韓國斗山工程機械公司在DH280型黏土挖掘機上采用了EPOS——電子功率優(yōu)化系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機負荷的變化，自動調(diào)節(jié)液壓泵所吸收的功率，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速始終保持在額定轉(zhuǎn)速附近，即發(fā)動機始終以全功率運轉(zhuǎn)，這樣既充分利用了發(fā)動機的功率、提高黏土挖掘機的作業(yè)效率，又防止了發(fā)動機因過載而熄火。

4)更新設(shè)計理論，提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應用于液壓黏土挖掘機的強度研究方面，促進了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競爭力。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法，并創(chuàng)立了預測產(chǎn)品失效和更新的理論。日本制定l了液壓黏土挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)。在上述基礎(chǔ)理論的指導下，借助于大量試驗，縮短了新產(chǎn)品的研究周期，加速了液壓黏土挖掘機更新?lián)Q代的進程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液壓黏土挖掘機的運轉(zhuǎn)率達到85%～95%，使用壽命超過1萬小時。

5)加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。液壓黏土挖掘機采用帶有墜物保護結(jié)構(gòu)和傾翻保護結(jié)構(gòu)的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。

6)進一步改進液壓系統(tǒng)。中、小型液壓黏土挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時用增大流量來補償，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓黏土挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時則減少流量(降低速度)，使挖掘力成倍增加；采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個互不影響的獨立工作運動。實現(xiàn)與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速運動。此外，液壓技術(shù)在黏土挖掘機上普遍使用，為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在黏土挖掘機的應用與推廣創(chuàng)造了條件。

7)迅速拓展電子化、自動化技術(shù)在黏土挖掘機上的應用。20世紀70年代，為了節(jié)省能源消耗和減少對環(huán)境污染，使黏土挖掘機的操作輕便和安全作業(yè)，降低黏土挖掘機噪音，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘上應用電子和自動控制技術(shù)。隨著對黏土挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電液一體化在黏土挖掘機上的應用，并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀80年代，以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在黏土挖掘機上的應用，推動了電子控制技術(shù)在黏土挖掘機上應用和推廣，并已成為黏土挖掘機現(xiàn)代化的重要標志，亦即先進的挖掘上設(shè)有發(fā)動機自動怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。

（一）礦物組成

為便于研究粘土的礦物組成，根據(jù)其性質(zhì)和數(shù)量可分成兩大類，即粘土礦物和雜質(zhì)礦物。

粘土礦物的種類和性質(zhì)已如前所述，主要為高嶺石類、蒙脫石類和伊利石類，以及較少見的水鋁英石等。

除此之外，在粘土形成過程中，常由于巖石風化未完全，或由于其它因素而混入一些非粘土礦物和有機物質(zhì)，這些物質(zhì)我們統(tǒng)稱為雜質(zhì)礦物。雜質(zhì)礦物通常以細小晶粒極其集合體分散于粘土中，常會影響甚至決定粘土的工藝性能。

雜質(zhì)礦物的類別及其影響：

1）石英和母巖殘渣。這些雜質(zhì)一般以較粗顆?；煸谡惩林?，對粘土的可塑性和干燥后強度產(chǎn)生很大影響。工廠多采用淘洗法除去粗顆粒雜質(zhì)。

2）碳酸鹽及硫酸鹽類。細顆粒的碳酸鹽分布在粘土中對其影響不大，碳酸鹽在高溫下可分解出CaO、MgO，起熔劑作用，能降低陶瓷的燒成溫度。較多的硫酸鹽在氧化氣氛中容易引起坯泡。

3）鐵和鈦的化合物。這類雜質(zhì)礦物能使坯體呈色，降低粘土的耐火度，也會嚴重影響制品的介電性能、化學穩(wěn)定性等。

4）有機雜質(zhì)。粘土中存在少量的有機雜質(zhì)，可以增加粘土的可塑性和泥漿的流動性，但有機物質(zhì)過多時也可能會造成瓷器表面起泡與針孔。

（二）化學組成

由于粘土中的主要粘土礦物都是含水的鋁硅酸鹽，因此其主要化學成分為SiO_2、Al₂O_3、 H₂O。此外，還有少量的堿金屬氧化物K₂O、Na₂O、以及堿土金屬氧化物CaO、 MgO 、以及Fe₂O_{3 、}TiO₂等。

一般粘土原料的化學分析如包括以上九個項目，即已滿足生產(chǎn)上的參考需要。在上述九個項目中化合水一項一般不作直接測定。而已燒失量的形式測定。

（三）顆粒組成

是指粘土中含有不同大小顆粒的質(zhì)量分數(shù)。

為什么粘土中的細顆粒愈多愈好？由于細顆粒的比表面積大，其表面能也大，因此粘土中的細顆粒愈多時，則其可塑性愈強，干燥收縮大，干后強度高，在燒成時也易于燒結(jié)，燒后的氣孔率也小，有利于成品的力學強度、白度和半透明度的提高。

此外，粘土的顆粒形狀和結(jié)晶程度也會影響其工藝性質(zhì)。片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積致密，塑性大、強度高；結(jié)晶程度差的顆?？伤苄砸泊蟆?

測定粘土原料顆粒大小的方法很多，有用顯微鏡、水簸法、渾濁計法、吸附法等。最簡單和最普通的方法是篩分析（0.06mm以上）與沉降法（1~50um） 。

粘土是陶瓷工業(yè)的主要原料，其性質(zhì)對陶瓷的生產(chǎn)有很大的影響，因此掌握粘土的性質(zhì)，尤其是工藝性質(zhì)是穩(wěn)定陶瓷生產(chǎn)的基本條件。粘土的工藝性質(zhì)主要取決于粘土的礦物組成、化學組成與顆粒組成，其礦物組成是基本因素。

如膨潤土主要是蒙脫石礦物，由于其礦物類型及細顆粒含量較多，表現(xiàn)出粘性強，成形水分高，收縮大，燒結(jié)溫度低等特性；蘇州高嶺土由于其含有大量桿狀結(jié)構(gòu)外形的高嶺石，因而可塑性低，干燥氣孔率高，干燥強度低，燒成收縮大，泥漿流動時的含水量多，且呈強烈觸變性等特性。

（1）可塑性

（2） 結(jié)合性

（3）離子交換性

（4） 觸變性

（5）干燥收縮與燒成收縮

（6）燒結(jié)性能

（7）耐火度

（一）可塑性

1、概念：可塑性是指粘土與適量的水結(jié)合后所形成的泥團，在外力作用下產(chǎn)生變形但不開裂。當外力去掉后仍保持其形狀不變的能力。

該定義包括兩個含義：

一是施加的外力必須大于泥團的屈服值，當外力去掉后泥團內(nèi)部的引力和斥力達到新的平衡以保持其形變；

二是在產(chǎn)生形變量不出現(xiàn)開裂。

2、影響粘土可塑性的因素

1）固相的性質(zhì)：主要是指固體物料類型、顆粒形狀、顆粒大小及粒度分布、顆粒的離子交換能力等。一般說來固體分散相的顆粒愈小，分散度愈高，比表面積愈大，可塑性就愈好；對于具有層狀結(jié)構(gòu)的粘土礦物呈薄片狀顆粒要比呈桿狀顆粒，或呈棱角狀顆粒的具有更好的可塑性；此外，粘土礦物的離子交換能力較大者，其可塑性也較高。

2）液相的性質(zhì)：主要是指液相對固相的浸潤能力和液相的粘度。對粘土顆粒具有較大浸潤能力的液相，其與粘土拌和后就呈較高的可塑性。此類液體粘度越大，其可塑性也就越高。

3）固相與液相的相對數(shù)量

當粘土中加入的水量不多時，粘土還難以形成可塑狀態(tài)，容易散碎，只有水量加入到一定程度，粘土才形成具有可塑狀態(tài)的泥團，這時泥團的含水量稱為塑限含水量。

若繼續(xù)在泥團中加入水分，泥團的可塑性會逐漸增高，直至泥團能自行流動變形，此時的含水量稱為液限含水量。

但在生產(chǎn)中適合于成形的泥團，其含水量一般都在塑限含水量與液限含水量之間，此時泥團的含水量稱為工作泥團的可塑水量。

各種粘土的可塑水量很不一致，可塑性大的粘土所需可塑水量也愈多：

高可塑性粘土 ： 可塑水量達28%~40%

中可塑性粘土： 可塑水量達20%~28%

低可塑性粘土：可塑水量達15%~20%

3、粘土可塑性的測定方法

1）可塑性指數(shù)：是指粘土的液限含水率與塑限含水率之差。它表示粘土能形成可塑泥團的水分變化范圍。指數(shù)越大則成形水分范圍大，成形時不易受周圍環(huán)境濕度及模具的影響，即成形性能好。

2）可塑性指標：指在工作水分下，粘土泥團受外力作用最初出現(xiàn)裂紋時應力與應變的乘積，同時還應測定泥團的相應含水率?？伤苄灾笜艘卜磻苏惩聊鄨F的成形性能的好壞，但要注意相應的含水率。若相應含水率大，則工作水分多，干燥過程易變形、開裂。

3）根據(jù)可塑指數(shù)或可塑指標分類：

強可塑性粘土 指數(shù)>15或指標>3.6

中可塑性粘土 指數(shù)7~15或指標2.5~3.6

弱可塑性粘土 指數(shù)1~7或指標<2.5

非可塑性粘土 指數(shù)<1

4、提高坯料可塑性的措施

1）將坯料原礦進行淘洗，除去所夾雜的非可塑性物料，或進行長期風化。

2）將浸潤了的粘土或坯料長期陳腐。

3）將泥料進行真空處理，并多次練泥。

4）摻用少量的強可塑性粘土。

5）添加糊精、膠體SiO₂ 、羧甲基纖維素等膠體物質(zhì)。

5、降低坯料可塑性的措施

1）加入非可塑性粘土，如石英、瘠性粘土、熟瓷粉等。

2）將部分粘土預先煅燒。

（二）結(jié)合性

1、概念：指粘土能粘結(jié)一定細度的瘠性物料，形成可塑泥團并有一定干燥強度的性能。

2、結(jié)合力的測定

在工程上要直接測定分離粘土質(zhì)點所需的力比較困難，生產(chǎn)上常用測定由粘土制作的生坯的抗折強度來間接測定粘土的結(jié)合力。

在實驗中通常以能夠形成可塑泥團時所加入標準石英砂（顆粒組成為：0.25~0.15mm占70%，0.15~0.09mm占30%）的數(shù)量及干后抗折強度來反映。

加砂量可達50%時為結(jié)合力強的粘土； 加砂量達25%~50%時為結(jié)合力中等的粘土； 加砂量在20%以下時為結(jié)合力弱的粘土。

（三）離子交換性

1、概念：粘土顆粒帶有電荷，其來源是其表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部被取代的離子，因此必須吸附其它異號離子來補償其電價，粘土的這種性質(zhì)稱為離子交換性。

2、交換容量：表示離子交換的能力，它是100g干粘土所吸附能夠交換的陽離子或陰離子的量。單位為微摩爾﹒10/克(mol﹒10/g)。

影響離子交換容量的因素：

1）粘土礦物的種類。

2）粘土中有機物含量和粘土礦物的結(jié)晶程度。

3）吸附的離子種類。粘土吸附陽離子的能力比陰離子要大。而粘土吸附陽離子的種類不同，其交換容量也不同。

（四）觸變性

1、概念：粘土泥漿或可塑泥團受到振動或攪拌時，粘度會降低而流動性增加，靜置后逐漸恢復原狀。此外，泥料放置一段時間后，在維持原有水分的情況下也會出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象，這種性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性。

2、在生產(chǎn)中一般希望泥料有一定觸變性。泥料觸變性過小時，成形后生坯的強度不夠，影響脫模與修坯的質(zhì)量。觸變性過大時，在管道輸送過程中會帶來不便，成形后生坯也易變形。因此控制泥料的觸變性，對滿足生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)有重要意義。

3、影響粘土的觸變性的因素：粘土的礦物組成、粒度大小與形狀、水分含量、使用電解質(zhì)種類與用量、以及泥料（包括泥漿）的溫度等。

礦物顆粒愈細，活性邊表面愈多，愈易呈觸變性；

球狀顆粒不易顯示觸變性；

觸變效應與吸附離子及吸附離子的水化密切相關(guān)。粘土吸附的陽離子其價數(shù)愈小或價數(shù)相同而離子半徑愈小者，其觸變效應愈大。

含水量大的泥漿，不易形成觸變結(jié)構(gòu)，反之易形成觸變結(jié)構(gòu)而呈觸變現(xiàn)象。

溫度升高，粘土質(zhì)點的熱運動劇烈，使粘土顆粒間的聯(lián)系力減弱，不易建立觸變結(jié)構(gòu)，從而使觸變現(xiàn)象減弱。

4、粘土泥料的觸變性的測定

以厚化度（或稠化度）來表示。厚化度以泥料的粘度變化之比或剪切應力變化的百分數(shù)來表示。

1）泥漿的厚化度是泥漿放置30min和30s后其相應粘度之比。即

泥漿厚化度=t_30min /t_30s

式中：t_30min 為100ml泥漿放置30min后，由恩式粘度計中流出的時間；t_30s 為100ml泥漿放置30min后，由恩式粘度計中流出的時間。

2）可塑泥團的厚化度為放置一定時間后，球體或圓錐體壓入泥團達一定深度時剪切強度增加的百分數(shù)。

泥團厚化度 = (F_n-F₀)/ F₀×100%

式中： F₀ ----泥團開始承受的負荷，N；F_n ----經(jīng)過一定時間后， 球體或錐體壓入相同深度時泥團承受的負荷，N。

（五）干燥收縮和燒成收縮

1、概念：粘土泥料干燥時，因包圍在粘土顆粒間的水分蒸發(fā)，顆粒相互靠攏引起體積收縮，稱為干燥收縮。

粘土泥料在煅燒時，由于發(fā)生一系列的物理化學變化（如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、易熔雜質(zhì)的熔化，以及這些熔化物充滿質(zhì)點間空隙等等），引起粘土再度收縮，稱為燒成收縮。

這兩種收縮構(gòu)成粘土泥料的總收縮。

2、收縮測定是以直線長度或體積大小的變化來表示。為了方便起見，可將體積收縮近似等于直線收縮的3倍，但有6%~9%的誤差。

（六）燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍

1、概念：

粘土在煅燒過程中，溫度超過900℃以上時，低熔物開始出現(xiàn)，低熔物液相填充在未熔顆粒之間的空隙中，并由其表面張力的作用，將未熔顆粒進一步靠近，使體積急劇收縮，氣孔率下降，密度提高。這種體積開始劇烈變化的溫度稱為開始燒結(jié)溫度（T1）。

隨著溫度的繼續(xù)升高，粘土的氣孔率不斷降低，收縮不斷增大，當其密度達到最大狀態(tài)時（一般以吸水率等于或小于5%為標志），稱為完全燒結(jié)，相應于此時的溫度叫燒結(jié)溫度（T2）。

從完全燒結(jié)開始，溫度繼續(xù)上升，會出現(xiàn)一個穩(wěn)定階段，體積密度和收縮等不發(fā)生顯著變化。持續(xù)一段時間后，由于粘土中的液相不斷增多，以致于不能維持粘土原有的形狀而變形，同時也會發(fā)生一系列高溫化學反應，使粘土試樣的氣孔率反而增大，出現(xiàn)膨脹。出現(xiàn)這種情況的最低溫度稱為軟化溫度（ T3 ）。

通常把燒結(jié)溫度到軟化溫度之間粘土試樣處于相對穩(wěn)定階段的溫度范圍稱為燒結(jié)范圍（ T2 ~T3）。

燒結(jié)范圍的大小取決于粘土中熔劑礦物的種類和數(shù)量。優(yōu)質(zhì)高嶺土可達200℃，伊利石類粘土僅為50～80℃。陶瓷生產(chǎn)中通常要求粘土具有100～150℃以上或更寬的燒結(jié)范圍。

燒成溫度范圍取決于液相量的生成速度和液相粘度隨溫度變化的幅度。若粘土中含有的熔劑雜質(zhì)數(shù)量多，液相量增加速率大，而液相粘度隨溫度的升高下降的幅度大，其燒結(jié)溫度范圍較窄。純耐火粘土的燒結(jié)溫度范圍為250℃，低鈣泥灰?guī)r僅20～30℃。

燒結(jié)范圍愈寬，陶瓷制品的燒成操作愈容易掌握，也愈容易得到煅燒均勻的制品。

粘土的燒結(jié)溫度和燒結(jié)溫度范圍通常采用實驗方法確定，也可用粘土化學成分進行估算。

2、生產(chǎn)中常用吸水率來反映原料的燒結(jié)程度。一般要求粘土原料燒后的吸水率<5%。

（七）耐火度

1、概念：耐火度是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度時的溫度。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。

2、粘土的耐火度主要取決于其化學組成。

Al₂O₃含量高其耐火度就高，堿類氧化物能降低粘土的耐火度。通常可根據(jù)粘土原料中的Al₂O₃/SiO₂比值來判斷耐火度，比值愈大，耐火度愈高，燒結(jié)范圍愈寬。

3、耐火度的測定——三角錐法：是將一定細度的原料制成一截頭三角錐（高30mm，下底邊長8mm，上頂邊長2mm），在高溫電爐中以一定的升溫速度加熱，當錐內(nèi)復相體系因重力作用而變形以致頂端軟化彎倒至錐底平面時的溫度，即是試樣的耐火度 。

膨脹粘土粘土防膨劑聚合物

聚合物抑制粘土膨脹機理：粘土遇水后,水分子進入晶胞層間,使晶胞層間距增大,體積膨脹,稱為粘土的水化膨脹過程。經(jīng)聚合物處理過的泥漿,當粘土顆粒與聚合物接觸時,聚合物靠氫鍵或靜電吸力吸附到粘土顆粒上,將多個粘土顆?！皹蚵?lián)”在一起,聚合物長鏈纏繞于粘土表面形成阻止粘土水化的保護層,降低了粘土的水化膨脹能力。粘土浸泡在不同介質(zhì)中的體積膨脹率決定于粘土的自身性質(zhì)、浸泡時間。

膨脹粘土無機陽離子聚合物

這種防膨劑是永久性的防膨劑，是三價和三價以上的金屬離子在一定條件下組成多核羥橋絡離子，帶有很高的正電價能緊密地吸附在粘土表面上，有效地控制粘土膨脹和微粒的移動。最好的無機陽離子聚臺物是羥基鋁和羥基鋯。

膨脹粘土陽離子活性劑

由于陽離子活性劑中的陽離子有憎水基團，因而它與粘土表面的結(jié)合程度遠大千鹽的陽離予結(jié)合程度，所以防膨效果較好。但陽離子活性劑作粘土防膨劑肘易與幾種陰離予化學藥劑反應產(chǎn)生沉淀，如石油磺酸鹽或為提高采收率使用的部分水解聚丙烯酰胺及一些生物聚合物。

膨脹粘土有機聚陽離子聚合物

有機聚陽離子聚合物是含氮、磷和硫的聚合物它在永中解離產(chǎn)生高正電價的高分子陽離子，有效地中和粘士表面的負電性。它少量存在就有很好的防膨效果，并有耐酸、耐鹽的優(yōu)點。 2100433B