第六章成型工艺

第六章成型工艺
第三节 浆料的成形 一、通性
过程是浆体在模具中流动，在短期内充满模 型和具有模型的形状，经脱水（陶瓷浆）或水化 （混凝土），使其成为自重下不致变形的坯体， 即可脱模，后经继续干燥或水化过程变成接近完 全的固体。
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重要的是控制浆体的流动度。流动度差的浆 体成形速度慢，且不能很好地充满模型，影响产 品的产量和质量。
由此可见，在混凝土的成形和密实之间存在着矛盾， 密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。
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（ 一 ） 混 凝 土 混 合 料 振 动 密 实 成 形 (vibrocasting)
在搅拌后不久，水泥的水化反应尚处初期， 在这种情况下施加振动，颗粒不断受到冲击力 的作用而引起颤动而形成流动成型。
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（2）离心延续时间 一般由实验来确定，其延续时间长短，对制品质量的影 响起较大作用。 ①慢速时间的确定 ： 随管径大小和投料方式而变化，一 般控制在2~5min。 ②快速时间的确定： 是混凝土密实结构形成的关键阶段， 快速延续时间一般为15~25min。 ③中速时间的确定：中速时间的确定应尽量减小甚至克 服离心力的突增，使混合料能很好地分布就位，提高制 品的密实度和抗渗性。中速时间一般控制在2~5min。
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三、陶瓷注浆成型 （一）注浆成形工艺原理 1. 注浆成形基本方法:
分空心注浆（hollow casting）和实心注浆 （solid casting）两种。
空心注浆适用于浇注薄壁制品，如陶瓷坩埚、 花瓶等。
实心注浆又称双面注浆。模型从两面吸取泥浆 中的水分，直到模心内腔吸满为止，脱模后是一 个实心的物体。
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按振动方式可分为：振动台、内部振动器、表面振动器 和附着式振动器四种。
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(二)压制实形(compacting process)工艺， 一般有压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振
动挤压及振动模压等方法。 压制密实工艺制度包括成形压力，压制延续时间及加
压方式。若成形大型制品，总压力可达数千吨。
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加压方式，一般有一次加压、二次或多次加压； 单面加压和双面加压等几种。
双面加压可获得较均匀的结构，比单面加压效 果好。但加压机构较为复杂。
两次或多次加压比一次加压效果好。已经压实 的制品，不能重复压制，经防止再次泌水、表面 粘皮、层裂及强度下降。
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（三）离心脱水密实成形 离心密实成形是流动性混凝土混合料成形工艺
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2.离心制度的确定 （1）离心速度 离心速度一般按慢、中、快三档速度变化。 慢速为布料阶段，其主要目的是在离心力的作用 下，使混合料均匀并初步面形。一般80～
150r/min 中速则为必要的过渡阶段，不仅是由慢速到快速 的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的 过程中达到减弱内外分层的目的。一般250～ 400r/min 。 快速成为密实阶段，其主要目的是在离心力的作 用下使混合料充分密实。一般400～900r/min 。
第六章 成 型
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第一节 概述 成形（forming）是将配合料制成的桨体、可塑泥团、 半干粉料或熔融体，经适当的手段和设备变成一定形状 制品的过程。 基本上由两个步骤组成： 第一步是使可流动变形的物料成为所需要形状,研究在外 力作用下物料流动与变形的规律，这也是流变学研究的 内容。 第二步是通过不同的机制使其定形。
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强化注浆的方法： 为缩短模型吸浆时间，提高成坯的质量，
常采用压力注浆、离心注浆、真空注浆等几 种强化注浆法。
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（二）注浆成形对泥浆的要求 (1)流动性好。可充分流注到模型的各个部位。 (2)稳定性好。久置后各组分颗粒不全沉淀。 (3)具有适应的触变性。太大，则易静止稠化，不便浇注。 而触变性太小，则生坯易软塌。 (4)含水量要少。可缩短注浆时间，增加坯体的强度，降 低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模的使用寿命。 (5)滤过生能好。使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模 型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠 性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。 (6)形成的坯体要有足够的强度。
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第二节、触变性与反触变性 触变性是指剪切应力保持一定时，表观粘度
将随着剪切应力作用的持续时间而减小，剪切应 变速率将不断增加的性质。具有这种性质的材料 为正触变材料。相反，表观粘度随着应力作用的 时间而增加则称反触变性。
浆体是否有触变性与成形密切相关，具有正触 变性的泥浆在搅拌时粘度小，一旦静止时，粘度 不断增大，影响它在模内的流动，严重时会管道 堵塞。
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不同材料采用各不相同的机制，大致有以下几种 体系：
1.各种无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、 石膏等浆体）是由胶凝材料和水作用，形成新的 水化产物而使浆体固化。
2.陶瓷泥料的可塑成形；主要靠粘土的可塑 性。
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3.陶瓷泥浆(ceramic slip)：在石膏模中的定形 是由于石膏模将泥浆的水分吸去，随后通过干燥 进一步定形。 4.压制的坯料：靠强大的压力使含有一定粘性颗 粒的物料在模具内非常紧密地靠拢，使制品具有 一定强度，成形和定形同时完成。陶瓷成形只提 供一个半成品强度，其最终强度还要通过烧成达 到。 5.熔融体（如玻璃、铸石等）的定形：依靠成形 后期玻璃的粘度随着温度的降低而迅速增长，以 致达到完全“冻凝“的程度而定形。
中的一种机械脱水密实成形工艺。 它是用离心力将混合料挤向模壁，从而排出空
气和多余的水分（20%~30%），使其密实并获 得较高的强度。 此种工艺适用于制造不同直径及长度的管状制品， 例如，管材、电杆及管桩等。
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1.离心混凝土（contrifugal concrete）的结构形成：
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如果靠增加水来提高流动度会影响材料的强度， 增加脱水的困难，泥浆容易沉淀。
解决的办法加些外加剂对浆体进行改性，使在 含水率较低的情况下达到较高的流动度，也可采 用外加机械力的方法促使其流动。
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二、凝土浆体的密实成形 使混合料获得流动性的比较方便的方法是增加用水
量，即增大水灰比。 缺点： 1、使混合料在运输、烧灌和密实成形过程中容易产生离 析，在密实成形以后还会严重的泌水现象。 2、水分蒸发以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙，会严 重降低混凝土的强度及其他有关性能。