Serbian heavy clays behavior: Application in rough ceramics

Gline i glineni minerali se, usled mnogih specifičnih osobina pre i nakon pečenja, decenijama koriste kao osnovni materijali za proizvodnju grube keramike. Proučavanje i utvrđivanje mineralnih faza koje su prisutne u materijalu je komplikovano zato što prirodne gline imaju veoma heterogen mineralni sastav. Tokom procesa pečenja dolazi do mnogobrojnih transformacija, koje mogu imati ključni uticaj na osobine gotovih opekarskih proizvoda. Osim sastava važni parametri koji opisuju gline su plastičnost, mehanička čvrstoća nakon pečenja, kapacitet upijanja vode, itd. Poznavanje ovih karakteristika pomaže da se optimizuje korišćenje novootvorenih ležišta gline u lokalnoj ili regionalnoj opekarskoj industriji. Istraživanje prikazano u ovom radu je bazirano na ponašanju opekarskih glina iz Srbije, u kojoj postoji važna lokalna opekarska industrija. Otvoreno je pet novih ležišta, uzorci prikupljeni, a zatim su ispitane njihove fizičke, hemijske, mineraloške i tehnološke karakteristike, da bi se ocenila njihova eventualna pogodnost kao sirovina za različite opekarske proizvode. Koeficijent plastičnosti prema Feferkornu I osetljivost u sušenju na osnovu Bigo krive su određeni za svaki uzorak. Nakon što su uzorci oblikovani ekstruzijom i adekvatno osušeni, određene su mehaničke karakteristike proizvoda u suvom stanju i urađena je termodilatometrijska analiza. Uzorci oblika pločica, blokčića i kockica su pečeni na temperaturama od 850­1000 °C u oksidacionoj atmosferi i pri sporom režimu. Kapacitet upijanja vode i pritisna čvrstoća su određeni da bi se uzorci okarakterisali nakon pečenja, pri čemu su korišćeni linearni regresioni modeli. Matematički alati su korišćeni da se odredi statistički značaj sadržaja makroelemenata, vlage oblikovanja i pritisne čvrstoće suvih uzoraka, prema HSD testu. Iako se hemijski i mineraloški sastav uzoraka značajno ne razlikuje, ali sasvim je suprotno što se tiče moguće primene ovih sirovina. Zaključeno je da sve ispitivane opekarske sirovine mogu jednostavno da se uklope u proces proizvodnje grube keramike.This study is focused on the behavior of five new deposits of heavy clays from Serbia, with the aim to evaluate their potential suitability as raw materials in rough ceramic applications. The Pfefferkorn plasticity coefficient (PC) and drying susceptibility using Bigot's curve were measured for each raw sample. Thermodilatometric analysis (TDA) showed the behavior of dry products during firing. Samples groups were fired in the range of 850-1000 °C. Water absorption capacity (WAC) and compressive strength (CS) measurements were done in order to characterize the clays after firing. Linear regression models were used to fit the results. Mathematical tools were used to determine statistical difference of major oxides content, shaping moist and compressive strength of dry laboratory products, using post-hoc Tukey's HSD test. The chemical and mineralogical compositions of samples do not differ considerably, but their possible application does. All studied clays seem to be easily adaptable to a correct brick making process