Bài giảng công nghệ gốm ĐH BK TPHCM Chương 1 2 3

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I. KHÁI NIỆM VỀ SẢN PHẨM GỐM SỨ
Trước đây sản phẩm gốm sứ chúng ta quan niệm nó
được chế tạo từ nguyên liệu cơ bản nhất là đất sét và cao
lanh và một số chất phụ gia khác, chúng được nhào nặn và
tạo hình thành các sản phẩm có hình dạng khác nhau sau đó
được được nung ở nhiệt độ rất cao . Do vậy sản phẩm gốm
nói chung bao gồm có: các loại gạch ngói, tấm lát nền (
gạch tàu), chum , vại (khạp đựng nước……) , lu và đồ sứ như
là: gạch ốp lát tráng men, bàn cầu, lavabol, bình lọc nước,
bồn tắm, bồn tiểu…., sản phẩm sứ dân dụng: chén, đóa, tô,
bình đựng nước pha trà….


Ngày nay khái niệm về gốm sứ được thế giới hiểu biết vì
nó mở rộng rất nhiều, chữ Ceramic được hiểu rộng hơn,
sản phẩm gốm sứ bao gồm cả các sản phẩm không chỉ đi
từ nguyên liệu đất sét và cao lanh mà gồm luôn các sản
phẩm đi từ các vật liệu khác như là : bột không thuộc họ
silicát, Titamat, ferit….cho nên khái niệm về gốm sứ bao
gồm các sản phẩm tạo hình từ các loại nguyên liệu dạng
bột, khi nung ở nhiệt độ cao chúng được kết khối rắn như
đá, chúng cho ta rất nhiều tính chất quý giá, cường độ cơ
học cao, bền nhiệt, bền hóa học, cách điện, ngoài ra có
những vật liệu gốm còn có những tính chất đặc biệt như:
cách điện, loại tích bán dẫn, có cường độ cao như kim
cương …..


II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH GỐM SỨ.

Ngành gốm sứ nói chung là một ngành sản xuất có
lòch sử phát triển rất lâu đời ( sau khi con người tìm ra
lửa ). Trên thế giới ngành khảo cổ đã tìm thấy rất nhiều
sản phẩm gốm cổ ở rất nhiều nước khác nhau. Trong viện
bảo tàng London, thủ đô vương quốc Anh đã lưu giữ rất
nhiều các sản phẩm gốm cổ của Ai Cập ( ngói màu xanh
……được sản xuát từ đất sét vùng sông Nin). Viện bảo
tàng Beclin cũng lưu giữ nhiều các sản phẩm gốm cổ của
Pháp, Italia, Hy Lạp……Trung Quốc hiện nay cũng lưu giữ
rất nhiều các sản phẩm gốm cổ như các binh lính, nhựa,
đồ dùng gốm khai quật từ các lăng mộ


- Mặc dù người Trung Hoa giữ bí mật quốc gia về kỹ
thuật sản xuất đồ gốm sứ nhưng sau nhiều năm nghiên
cứu thất bại, đầu năm 1769 Yohan Firicdericborger (
cộng hòa liện bang Đức ) đã thành công việc sản xuất
gốm sứ Trung Hoa ngay tại Châu u. Tuy ngành gốm sứ
có lòch sử phát triển lâu đời nhưng việc sản xuất gốm sứ
công nghiệp lại mới phát triển từ giữa thế kỷ thứ 19 và
sang thế kỷ 20 mới phát triển mạnh và người ta rất quan
tâm đến các tính chất rất đặc biệt của vật liệu gốm sứ.
Việt nam chúng ta cũng đã có các vùng sản xuất gốm
sứ lâu đời như: Hương Canh ( Vónh Phúc ), Bát Tràng (
Hà Nội, Móng Cái ( Quảng Ninh ), Long Thọ ( Huế ) ,
Bình Thuận , Ninh Thuận , Lái Thiêu ( Bình Dương ),
Biên Hòa ( Đồng Nai ) ,Vónh Long, Sa Đéc …các nơi sản
xuất gốm sứ này cũng có những nét riêng thể hiện trên
các sản phẩm.

Trong lónh vực gốm sứ xây dựng hiện nay chúng ta cũng
đã có những phát triển mạnh mẽ cả về số lượng, chủng
loại và chất lượng đủ khả năng đáp ứng cho nhu cầu
xây dựng cơ bản của đất nước trong thời kỳ phát triển,
hiện nay chỉ riêng các sản phẩm gạch xây và ngói lợp
chúng ta sản xuất hàng năm khoảng 20 – 30 tỷ viên.
Gạch ốp lát tráng men từ 120 – 140 triệu m2/ năm. Sản
phẩm sứ vệ sinh từ 3 triệu đến 4 triệu sản phẩm/ năm.
Đặc biệt là tất cả các nhà máy sản xuất này chúng ta
đều nhập công nghệ tiên tiến của Đức , Nhật , Italia, các
nhà máy này nằm tập trung nhiều ở Bình Dương, Đồng
Nai, TPHCM, Đà Nẵng, Quảng Ninh, Vónh Phúc , thái
Bình …và sử dụng chủ yếu nguồn nguyên liệu trong
nước. Hiện nay chúng ta đang tập chung nghiên cứu để
tự túc phần men nhằm giảm giá thành sản phẩm và chủ
động trong sản xuất.


III. PHÂN LOẠI GỐM SỨ
- Các sản phẩm gốm sứ ngày nay rất đa dạng về chủng
laọi và chất lượng sử dụng của nó cũng khác nhau cho
nên việc phận laọi chúng cũng gặp nhiều khó khăn.
Hiện nay chúng ta có thể phân loại các sản phẩm gốm
sứ thành các dạng sau:
III.1. Gốm dân dụng :
- Các sản phẩm gốm sứ phục vụ cho nhu cầu sử dụng
hàng ngày trong sinh hoạt như các loại sau: chén, đóa,
ly, tách uống trà.....
III.2. Gốm sứ mỹ nghệ.

- Các loại sản phẩm gồm các loại bình bông, các con
thú trang trí , tượng….
IIII.3. Gốm sứ hóa học
- Các loại sản phẩm phục vụ cho công nghiệp hóa
chất, dụng cụ trong các phòng thí nghiệm


III.4. Gốm sứ kỹ thuật điện và điện tử :
- gồm các loại :
+ Sứ bán dẫn
+ Gốm sứ tích điện
+ Điện trở và tụ điện sứ
+ Sứ cách điện
III.5. Gốm sứ xây dựng
- Gồm các loại :
+ gạch ngói tiêu chuẩn
+ gạch ốp lát tráng men và không tráng men
+ ng dẫn nước
+ Gạch chòu lửa
+ gốm trang trí nội, ngoại thất.
+ Sứ vệ sinh .


Gạch nem rỗng

Gạch 2 lỗ HH01

Gạch 3 lỗ HH02

Gạch đặc HH04

Gạch 2 lỗ M25


Ngói nóc

Ngói âm dương

Ngói mắt rồng

Ngói con sò

Ngói 22

Ngói lợp M8





CHƯƠNG 1
NGUN LIỆU SẢN XUẤT

1. Nguyên liệu dẻo
- Cao lanh
- Đất sét dễ chảy
- Đất khó cháy và chòu lửa
2. Nguyên liệu gầy
- Cát quắc ( SiO2)
- Đất sét nung

- Tràng Thạch ( Feldspat )
- Hoạt thạch (
Talk)
3. các loại phụ gia
- Đá vôi ( CaCO3 )
- Đá đô lomit ( MgCO3 )
- Các loại oxít kim loại màu ….PbO….
Ngoài 3 loại chính trên đây còn sử dụng một số
loại nguyên liệu khác như :
- Thạch cao ( CaSO4 0,5 H2O )để làm khuôn đổ
rót.
- Bột samốt: làm bao nung - Silicát lỏng .


I . NGUYÊN LIỆU DẺO
I.1 khái niệm đất sét : Là nguyên liệu thiên nhiên
đa khoáng thuộc nhóm Hyđro alumosilicate có
độ phân tán cao ,kết hợp với nươc tạo thành khối
dẻo ,giữ nguyên hình dáng sau sấy và có cường
độ như đá saukhi nung
 Công thức chung của đất sét :


m.Al2O3 m.SiO2pH2O


I.2 QUÁ

TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT SÉT

Đất sét là sản phẩm của quá trình phong hóa của
các loại đá : Granite , Feldspat , Bazan , các loại
đá trầm tích tạo thành các loại đất sét khác nhau
.Quá trình phong hóa đó xảy ra dưới sự tác động
của điều kiện thiên nhiên : Thay đổi nhiệt độ
,nắng ,mưa , gió ,dòng chảy biến đổi háo lý… với
thời gian dài hàng triệu năm trên bề mặt trái đất .
Chúng ta có thể biểu diễn dưới dạng công thức
dơn giản như sau :
 R2O.AL2O3 .6SiO2 (Feldspar ) + CO2 + H2O 
AL2O3 .2SiO2.2H2O (Caolinnit)+ R2CO3 + 4SiO2



I.3 PHÂN

LOẠI ĐẤT SÉT

Đất sét nguyên sinh : Là loại đất sét phong hóa
từ các loại đá và chúng nằm nguyên tại chỗ tạo
thành các mỏ sét , Loại đất sét này có đặc điểm
là : Thành phần hạt thô ,kém dẻo,lẫn nhiều sạn
sỏi cát thạch anh ,thành phần hóa ổn định.
 Đất sét thứ sinh : Là loại đất sét dược phong hóa
từ các loại đá và sau đó được đưa đi dến vị trí
khác nhờ các tác động của thiên nhiên : gió ,
mưa , dòng chảy ,tạo thành các mỏ sét . Loại đất
sét này có thành phần hạt mịn , độ dẻo cao
,Thành phần hóa không ổn định ,lẫn nhiều tạp
chất hữu cơ , màu sắc biến đổi rất lớn .




QUÁ

TRÌNH PHONG HÓA ĐÁ THIÊN NHIÊN
THÀNH ĐẤT SÉT




MỎ SÉT SÉT ĐANG KHAI THÁC


I.4 THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA ĐẤT SÉT


Khoáng Caolinnit: Công thức hóa học :
AL2O3.2SiO2.2H2O . Đây là thành phần khoáng cơ
bản của đất sét , cấu tạo dạng tấm ,vẩy . Kích
thước riêng biệt của các tấm thường là 0,1 – 0,3
m ,Chiếu dày cụm phân tố : 7,2 AO ít hấp phụ và
phồng trương trong nuớc , Khi sấy nước liên kết
hóa học dễ bị tách ở nhiệt độ 550 – 6000C .
Kaolinit:
Al2O3.2SiO2.2H2O
( SiO2=46,5%; Al2O 3
=39,5%; H2 O =14%)

CẤU TRÚC MẠNG LƯỚI TINH THỂ KHOÁNG
CAOLIN.


 Khoáng

Montmorilonite : Công thức hóa
học :AL2O3.4SiO2nH2O .Khoáng vật này
rất dễ hấp phụ các ion Fe, Mg, Na …
Chiều dày cụm phân tử từ 9 – 21,4 Ao
,kích thước riêng biệt của các tấm nhỏ hơn
1 m Rất dễ hấp thụ và phồng trương
trong nước , có độ phân tán rất cao , độ
dẻo cao ,dễ gây nứt khi sấy và nung .
Công thức cấu tạo : Al4[Si8O20][OH]4
.nH2O
(SiO2= 66,7%; Al2 3=38,2%; H 2O= 5%)


 Khoáng

Thủy mica : ( Ilit ) Có công thức
hóa học : K2O.4AL2O3.7SiO2.pH2O .Mạng
lưới tinh thể giống vớiMontmorilonite đặc
trương nhóm này là sự thay thế đồng hình
của các Cation riiêng biệt Ví dụ : Si+4 có
thể thay thế bằng AL+3 hay Mg+2 . Kích
thước các phần của nó đến 1 m .
Công thức cấu tạo :
K2 Al4[Al2Si2O20] [OH]4.pH2O

(SiO2 = 45,2%; Al2O3 = 38,2%;
H2O = 4,5% ; K2O = 11,8%).


 Tùy

thuộc vào hàm lượng khoáng vật
trong đất sét mà chúng ta có các loại đất
sét khác nhau :
 Đất sét đơn khoáng : Là các loại đất sét
chỉ có đơn thuần một loại khoáng sét : Đất
caolanh , Đất Betonite
 Đất sét đa khoáng : là loại đất sét có từ 2
khoáng vật trở lên : đất sét chịu lửa , đất
sét dễ chảy , đất sét bazan …