NGHIÊN cứu đa DẠNG hóa màu sắc sản PHẨM GẠCH COTTO TRÊN cơ sở NGUỒN NGUYÊN LIỆU địa PHƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

HOÀNG ANH HOÀN

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG HÓA MÀU SẮC SẢN PHẨM
GẠCH COTTO TRÊN CƠ SỞ NGUỒN NGUYÊN LIỆU
ĐỊA PHƢƠNG

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. HUỲNH ĐỨC MINH

Hà Nội – Năm 2015


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

LỜI TÁC GIẢ
Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy hƣớng
dẫn PGS.TS Huỳnh Đức Minh và các thầy cô trong Bộ môn CNVL Silicat
trƣờng ĐHBK Hà Nội. Trân trọng cảm ơn Công ty cổ phần Viglacera Hạ
Long đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn
thiện bản luận văn này.
Cũng nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau Đại học

- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã quan tâm, tạo điều kiện cho tôi trong
suốt thời gian học tập và hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, đồng nghiệp
và bạn bè đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận
văn này.
Trong khi thực hiện đề tài, tôi đã cố gắng tổng hợp kiến thức mình đã
học và tham khảo một số tài liệu chuyên môn để nhằm đạt đƣợc kết quả tốt.
Tuy nhiên, đề tài không tránh khỏi những thiếu sót kính mong quý thầy cô,
bạn bè đóng góp thêm những ý kiến quý báu để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày.....tháng.......năm 2015
Học viên

Hoàng Anh Hoàn

Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
PHẦN I: TỔNG QUAN .................................................................................. 2
1. BẢN CHẤT CHUNG VỀ MÀU, MÀU CỦA VẬT CHẤT: ....................... 2
1.1. Bản chất của màu sắc: ................................................................................ 2
1.2. Mối quan hệ giữa bƣớc sóng ánh sáng bị hấp thu và màu sắc của vật thể: 3
1.2.1. Sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng của vật thể có màu: ................................. 4

1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÀU SẮC VẬT THỂ. ................... 6
1.3.1.Trạng thái tồn tại của vật chất: ................................................................. 6
1.3.2.Sự phân cực phân tử: ................................................................................ 7
1.3.3.Trang thái oxi hóa của các ion kim loại trong hợp chất màu vô cơ: ........ 8
1.3.4. Bảng màu cơ bản trong tự nhiên ............................................................. 8
1.5. Phƣơng pháp đo màu: ................................................................................ 9
2. KHÁI NIỆM VÀ TIÊU CHUẨN CỦA GẠCH COTTO: .......................... 11
2.1. Khái niệm: ................................................................................................ 11
2.2. Tiêu chuẩn cơ lý, hóa của sản phẩm gạch cotto....................................... 12
2.3. GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN & NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GẠCH
COTTO: .......................................................................................................... 13
2.3.1. Giới thiệu dây chuyền sản xuất ............................................................. 13
2.3.2. Nguyên liệu trong sản xuất gạch Cotto: ............................................... 15
2.3.2.1. Nguyên liệu dẻo: ................................................................................ 16
2.3.2.2. Nguyên liệu gầy ................................................................................. 19
2.3.2.3. Bột màu sử dụng trong gốm sứ[9]: .................................................... 20
2.3.2.4 Phân loại chất màu trong gốm sứ: ....................................................... 20
2.3.2.5 Hợp chất màu vô cơ [9]: ..................................................................... 22
2.4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÀU SẮC CỦA GẠCH
COTTO............................................................................................................ 26
2.4.1. Ảnh hƣởng của thành phần hóa trong bài phối liệu đến màu sắc gạch
Cotto: ............................................................................................................... 26
2.4.1.1. Các quá trình hóa lý sảy ra khi nung sản phẩm: ................................ 26
Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

2.4.1.2. Ảnh hƣởng của vật liệu chính (đất sét): ............................................. 28
2.4.1.3. Ảnh hƣởng của oxit tạo màu: ............................................................. 28
2.5. Ảnh hƣởng của chế độ nung sản phẩm: .................................................. 28
PHẦN II: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ NGHIÊN CỨU .............. 32
2.1. MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 32
2.1.1. Mục tiêu: ............................................................................................... 32
2.1.2. Phƣơng pháp xác định các tính chất của mẫu nghiên cứu .................... 33
2.1.2.1. Xác định độ bền uốn .......................................................................... 33
2.1.2.2. Xác định độ co ngót sau nung ............................................................ 33
2.1.2.3. Xác định độ hút nƣớc ........................................................................ 33
2.2. PHƢƠNG PHÁP CHUẨN BỊ MẪU NGHIÊN CỨU ............................. 34
2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu nghiên cứu ......................................................... 34
2.2.2. Gia công nguyên liệu ............................................................................ 34
2.2.3. Tạo mẫu nghiên cứu .............................................................................. 35
PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU & THẢO LUẬN .......................... 35
3.1. Bài phối liệu đang sản xuất màu đỏ truyền thống tại nhà máy ................ 35
3.2. Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu đa dạng hóa màu sắc sản phẩm . 36
3.3. Nghiên cứu đa dạng màu sắc sản phẩm ................................................... 37
3.3.1. Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu xám khói ..................................... 37
3.3.1.1. Màu sắc và tính chất cơ lý của mẫu thí nghiệm nghiên cứu .............. 39
3.3.1.2. Các tính chất cơ lý chính của mẫu nghiên cứu .................................. 41
3.3.2. Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu đen nâu socola ............................. 44
3.3.2.1. Màu sắc và tính chất cơ lý của mẫu thí nghiệm nghiên cứu .............. 45
3.3.2.2. Các tính chất cơ lý chính của mẫu nghiên cứu .................................. 48
2.3.3.3 Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu vàng kem ................................... 51
3.3.3.1. Màu sắc và tính chất cơ lý của mẫu thí nghiệm nghiên cứu .............. 52
3.3.3.2. Các tính chất cơ lý chính của mẫu nghiên cứu .................................. 53
PHẦN IV: KẾT LUẬN ................................................................................. 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 59
CÁC PHỤ LỤC ............................................................................................. 61
Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Thành phần hóa của các loại nguyên liệu: ....................................... 36
Bảng 2: Diễn biến màu sắc của từng loại nguyên liệu khi nung tại các nhiệt độ
khác nhau: ...................................................................................................... 37
Bảng 3: Các bài phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu ................................ 38
Bảng 4: Thành phần hóa của bài phối liệu ..................................................... 38
Bảng 5: Vùng nhiệt độ cao nhất của đƣờng cong nung ................................. 39
Bảng 6: Kết quả kiểm tra màu sắc của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 40
Bảng 7: Màu sắc của mẫu ở nhiệt độ nung 11800C đo trên thiết bị xác định
thông số màu NF 333 ..................................................................................... 40
Bảng 8: Kết quả kiểm tra độ kết khối của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 41
Bảng 9: Các bài phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu ............................... 44
Bảng 10: Thành phần hóa của bài phối liệu ................................................... 45
Bảng 11: Kết quả kiểm tra màu sắc của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 46
Bảng 12: Màu sắc của mẫu ở nhiệt độ nung 11800C đo trên thiết bị xác định
thông số màu NF 333 ..................................................................................... 47

Bảng 13: Kết quả kiểm tra độ kết khối của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 48
Bảng 14: Các bài phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu ............................. 51
Bảng 15: Thành phần hóa của bài phối liệu ................................................... 52
cao nhất .......................................................................................................... 53
Bảng 16: Kết quả kiểm tra màu sắc của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 53
Bảng 17: Kết quả kiểm tra độ kết khối của mẫu thí nghiệm nghiên cứu trên lò
công nghiệp .................................................................................................... 54
Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

DANH MỤC ĐỒ THỊ
Biểu đồ 1 - Đƣờng cong nung tƣơng ứng với các modul có nhiệt độ nung cao
nhất ................................................................................................................. 39
Biểu đồ 2 - Đồ thị màu sắc – độ chói phụ thuộc hàm lƣợng oxit mangan tại
nhiệt độ nung 1180oC ..................................................................................... 41
Biểu đồ 3: Kết quả độ co của các mẫu thí nghiệm – màu xám khói .............. 42
Biểu đồ 4: Kết quả độ hút nƣớc của các mẫu thí nghiệm– màu xám khói .... 42
Biểu đồ 5: Kết quả độ độ bền uốn của các mẫu thí nghiệm – màu xám khói 43
Biểu đồ 6: Đƣờng cong nung tƣơng ứng với các modul có nhiệt độ nung cao
nhất ................................................................................................................. 46
Biểu đồ 7 - Đồ thị màu sắc – độ chói phụ thuộc hàm lƣợng oxit mangan tại
nhiệt độ nung 1160oC. .................................................................................... 48

Biểu đồ 8: kết quả thí nghiệm độ co trung bình của các mẫu thí nghiệm – màu
socola .............................................................................................................. 49
Biểu đồ 9: Kết quả thí nghiệm độ hút nƣớc trung bình của các mẫu thí nghiệm
– màu socola ................................................................................................... 49
Biểu đồ 10: Kết quả thí nghiệm cƣờng độ trung bình của các mẫu thí nghiệm
– màu socola ................................................................................................... 50
Biểu đồ 11: Đƣờng cong nung tƣơng ứng với các modul có nhiệt độ nung
cao nhất .......................................................................................................... 53
Biểu đồ 12: Kết quả thí nghiệm độ co của các mẫu thí nghiệm – màu vàng
kem ................................................................................................................. 52
Biểu đồ 13: Kết quả thí nghiệm độ hút nƣớc của các mẫu thí nghiệm – màu
vàng kem ........................................................................................................ 55
Biểu đồ 14: Kết quả thí nghiệm độ bền uốn của các mẫu thí nghiệm – màu
vàng kem ........................................................................................................ 55

Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Mô tả hệ toạ độ màu Hunter (L,a,b) .................................................. 11
Hình 2: Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch Cotto ............................................... 14
Hình 3. Mạng lƣới caolinit (theo Gruner) ...................................................... 17
Hình 4. Mạng lƣới mônmôrilônit ................................................................... 18
Hình 5. Biểu đồ nâng hạ nhiệt ........................................................................ 29

Hoàng Anh Hoàn

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

MỞ ĐẦU
Theo báo cáo tại Hội thảo quốc tế về ngành vật liệu xây dựng Việt Nam
và báo cáo thị trƣờng của Tổng công ty Viglacera, thì hiện nay (2015) trên thế
giới có khoảng 45 tập đoàn sản xuất gạch ốp lát với công suất thiết kế khoảng
6 tỷ m2/năm; còn cả nƣớc hiện nay có khoảng 60 Công ty gạch ốp lát đang
hoạt động, với công suất thiết kế khoảng 450 triệu m2/năm, sản lƣợng khoảng
310 triệu m2 và tiêu thụ nội địa khoảng 250 triệu m2.
Hiện nay, các doanh nghiệp Việt Nam đang phải cạnh tranh khá bất lợi
với với các loại gạch ngoại có xuất xứ từ châu Âu (Italia, Tây Ban Nha,
Đức..) và đặc biệt là gạch Trung Quốc, Thái Lan giá rẻ đã tràn ngập không
chỉ ở các thành phố lớn nhƣ TPHCM, Hà Nội …mà còn thâm nhập cả các
vùng thôn quê. Khiến sự cạnh tranh nội địa vốn đã quyết liệt, thì nay lại càng
quyết liệt hơn.
Là đơn vị sản xuất, kinh doanh sản phẩm ốp lát nhƣ gạch Cotto, đƣơng
nhiên cũng phải đƣơng đầu với khó khăn trên. Để tồn tại và phát triển trong
môi trƣờng sản xuất và kinh doanh nhƣ hiện nay, buộc phải tìm cách tăng khả
năng cạnh tranh cho sản phẩm của mình. Một trong những hƣớng để tăng khả
năng cạnh tranh là đa dạng hóa màu sắc sản phẩm, nhất là trong giai đoạn
hiện nay sản phẩm gạch Cotto rất đơn điệu về màu sắc (chỉ với màu đỏ truyền
thống).

Nhận thức rõ tầm quan trọng của việc đa dạng hóa màu sắc sản phẩm
nhƣ đã nêu trên, nên đề tài đƣợc lựa chọn là “Nghiên cứu đa dạng hóa màu
sắc sản phẩm gạch Cotto dựa trên nguồn nguyên liệu của địa phƣơng”.

Hoàng Anh Hoàn

1

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

PHẦN I: TỔNG QUAN
CƠ SỞ KHOA HỌC
1.BẢN CHẤT CHUNG VỀ MÀU, MÀU CỦA VẬT CHẤT:
Cách đây 4000 năm ngƣời Ai Cập đã tìm ra đƣợc ít nhất là bốn màu đỏ:
ocrơ nung, thần sa và hai thuốc nhuộm đỏ hữu cơ là đỏ chàm và đỏ tía.
Nghiên cứu các di tích cổ, ngƣời ta thấy rằng ngoài thuốc nhuộm đỏ, ngƣời Ai
Cập còn biết thuốc nhuộm màu xanh chàm và xanh lục. Họ coi đó là sự trộn
lẫn của ánh sáng và bóng tối. Ở Nga, những nhà chép sử, các họa sĩ và những
ngƣời chép các bản viết tay, từ thế kỷ 11 đã có một bộ màu phong phú để tô
màu các chữ hoa, các tiết đầu chƣơng nhƣng họ vẫn không giải thích đƣợc
nguồn gốc của màu sắc. Đến thế kỷ 16 ngƣời ta đã phát hiện ra rằng màu sắc
đi liền với ánh sáng, không có ánh sáng thì không có màu sắc. Ngƣời thực sự
khám phá ra bí mật của màu sắc là nhà khoa học Anh Newton vào nữa cuối
thế kỷ 17. Thay cho những truyền thuyết trừu tƣợng trƣớc đó, ông đã đƣa ra
một giả thiết dựa vào quan sát và thí nghiệm. Theo ông, màu sắc là một hiện

tượng tổng hợp liên quan đến ánh sáng. Ánh sáng, vật thể và thị giác là
nguồn gốc của màu sắc. [8]
Màu sắc mà chúng ta cảm nhận đƣợc là kết quả của các quá trình sau:
+ Quá trình tƣơng tác giữa các dao động điện từ tạo ra tia sáng với các
phần tử của chất.
+ Quá trình hấp thu có chọn lọc của sóng ánh sáng, do đặc điểm về cấu
trúc phân tử quyết định.
+ Quá trình tác động của các tia sáng đƣợc phản chiếu hay đi xuyên qua
chất lên võng mạc hay lên một dụng cụ quang học có khả năng phân biệt màu
sắc.
1.1.Bản chất của màu sắc:
Màu sắc bao gồm:
Hoàng Anh Hoàn

2

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

+ Sắc thái màu (đơn màu): là các màu đặc trƣng nhƣ xanh, đỏ, tím, vàng…
+ Tông màu: chỉ sƣ biến đổi trong phạm vi một đơn màu, thí dụ, xanh
gồm: lục (lá cây non hay màu nõn chuối), xanh thẫm (lá cây già)…
+ Cƣờng độ màu: là khả năng phát màu hay sự thuần khiết của đơn màu.
Lý thuyết chất màu chỉ ra rằng màu sắc mà mắt ta phân biệt đƣợc là do vật
chất hấp thụ ánh sáng một cách chọn lọc.
Sở dĩ vật chất hấp thụ ánh sáng có chọn lọc là do cấu trúc hình học của bản

thân nó quyết định tức là do các dạng liên kết hóa học của các vật chất, các
nguyên tố quyết định.
Trong thực tế, một vật dù có màu sắc nổi bật, chúng ta cũng không cảm
nhận đƣợc nếu không có ánh sáng, “không có ánh sáng thì mọi vật đều tối
đen”. Do vậy, màu sắc, ánh sáng và thị giác đi liền với nhau. [8]
Ánh sáng nhìn thấy đƣợc bao gồm một dãy các tia sáng có bƣớc sóng từ
380 – 760 µm. Những tia sáng không trông thấy có bƣớc sóng ngắn hơn 380
µm gọi là tia tử ngoại và có bƣớc sóng dài hơn 760 µm đƣợc gọi là tia hồng
ngoại.
Mỗi tia sáng có một bƣớc sóng xác định nằm trong phổ ánh sáng thấy
đƣợc cho ta một màu đơn sắc. Ánh sáng trắng là tổ hợp của bảy màu: đỏ, da
cam, vàng, lục, lam, chàm, tím đƣợc sắp xếp theo thứ tự giảm dần bƣớc sóng.
Màu của chất đƣợc chúng ta thu nhận là màu phụ với màu mà chất đã hấp thu.
1.2. Mối quan hệ giữa bƣớc sóng ánh sáng bị hấp thu và màu sắc của vật
thể:
Bƣớc sóng của

Năng lƣợng

Màu của ánh

Màu của vật thể

vạch hấp thu

(KJ/mol)

sáng hấp thu

400 – 435

299 – 274

Tím

Lục – vàng

435 – 480

274 – 247

Lam

Vàng

480 – 490

249 – 244

Lam – lục nhạt

Da cam

(µm)

Hoàng Anh Hoàn

3

Lớp: 12BVLPK - KT

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

490 – 500

244 – 238

Lục – lam nhạt

Đỏ

500 – 560

238 – 214

Lục

Đỏ tía

560 – 580

214 – 206

Lục – vàng

Tím

580 – 595

206 – 200

Vàng

Lam

595 – 605

200 – 198

Da cam

Lam – lục nhạt

605 – 750

198 – 75

Đỏ

Lục – lam nhạt

1.2.1. Sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng của vật thể có màu:
Vật thể phát ra màu sắc khi hấp thụ hay phát xạ những tia sáng có bƣớc
sóng khác nhau. Dựa vào cấu trúc nguyên tử, phân tử mà ngƣời ta giải thích
đƣợc sự tạo màu của vật chất.
Cấu tạo nguyên tử gồm có hai phần chính:
+ Hạt nhân: tích điện dƣơng, tập trung phần lớn khối lƣợng của nguyên tử,

gồm có hai loại hạt: proton tích điện dƣơng và nơtron không tích điện.
+ Electron: các hạt điện tích âm chuyển động xung quang hạt nhân tạo nên
vùng không gian bao quang hạt nhân nhƣ một đám mây electron (orbitan
nguyên tử) trong đó xác xuất có mặt electron là lớn nhất (90%). Điện tích
dƣơng của hạt nhân bằng trị số electron chuyển động xung quanh hạt nhân.
Các electron đƣợc phân bố trên một dãy các mức năng lƣợng xác định. Độ
linh động của các electron, khả năng di chuyển từ mức năng lƣợng này sang
mức năng lƣợng khác, từ nguyên tử này sang nguyên tử khác của chúng, tất
cả những yếu tố đó quyết định khả năng xuất hiện màu sắc của vật thể.
Khi năng lƣợng của ánh sáng truyền đến nguyên tử hay phân tử vật chất, các
electron sẽ bị kích thích và chuyển từ trạng thái có mức năng lƣợng thấp E 1
(trạng thái cơ bản) lên trạng thái có mức năng lƣợng cao hơn một năng lƣợng
E2 (trạng thái bị kích thích) do hấp thụ  E = E2 – E1. Nhƣng electron tồn tại ở
trạng thái này không lâu (khoảng 10-8 đến 10-10 giây) sao đó electron sẽ phát
ra năng lƣợng  E đã hấp thụ và trở về trạng thái ban đầu. Việc thu và phát
năng lƣợng  E có liên quan đến việc thu và phát các lƣợng tử ánh sáng sang
Hoàng Anh Hoàn

4

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

năng lƣợng hv (  E = E2 – E1= hv=hc/) và liên quan đến bản chất sóng hạt
của vật thể.
Mỗi bƣớc sóng ứng với một năng lƣợng xác định. Bƣớc sóng càng

ngắn thì khi va chạm, năng lƣợng truyền cho các electron càng lớn.
Chiều dài bƣớc sóng:
 

Với :

hc
E 2  E1

h – hằng số Plăng; h = 6,625.10-34J.s
c – vận tốc ánh sáng; c = 3.108 m/s
Theo công thức trên, ứng với mỗi biến đổi năng lƣợng của các electron

(hay là mỗi sự di chuyển của chúng từ những trạng thái năng lƣợng khác
nhau) sẽ có một bƣớc sóng hay tần số xác định. Do đó, mỗi bƣớc chuyển
electron sẽ đƣợc phản ánh trên phổ dƣới dạng một vạch. Nhƣ vậy trên cơ sở
bảng tuần hoàn Mendeleev, về nguyên tắc ta có thể dự đoán sự có màu ở một
hợp chất nào đó. Tuy nhiên, trên thực tế sự tƣơng tác qua lại giữa các cation –
anion, trạng thái tồn tại cũng nhƣ cấu trúc tinh thể của chất có ảnh hƣởng đến
màu thậm chí làm thay đổi hoàn toàn điều kiện xuất hiện màu.
Có những điểm khác nhau về nguyên tắc giữa cơ chế xuất hiện màu ở
các kim loại, ở các hợp chất vô cơ và trong các phân tử hữu cơ. Mặc dù trong
tất cả các trƣờng hợp, màu phát sinh là do tƣơng tác của các lƣợng tử ánh
sáng với electron trong các phân tử của chất, nhƣng vì trạng thái của electron
trong kim loại và trong phi kim, trong các hợp chất hữu cơ và vô cơ là khác
nhau nên cơ chế xuất hiện màu là cũng không nhƣ nhau.
Đối với màu của kim loại thì điều quan trọng là tính đồng đều của
mạng lƣới tinh thể và khả năng chuyển động tƣơng đối tự do của electron
trong toàn bộ khối kim loại.
Màu của đa số các chất vô cơ đƣợc quyết định bởi các bƣớc chuyển

electron và do đó bởi sự chuyển điện tích từ nguyên tử của nguyên tố này
sang nguyên tử của nguyên tố khác. Đóng vai trò cơ bản, quyết định trong
Hoàng Anh Hoàn

5

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

trƣờng hợp này là trạng thái hóa trị của các nguyên tố, là lớp vỏ electron
ngoài cùng của nó.
Trong phân tử của những chất có màu, mức năng lƣợng của các
electron phân bố khá gần nhau. Nếu  E lớn phải dùng những lƣợng tử khác
chứa nhiều năng lƣợng hơn, ví dụ các lƣợng tử tử ngoại chẳng hạn. Số
electron trong nguyên tử càng nhiều, thì các mức năng lƣợng càng sít nhau.
Nhất là đối với các nguyên tử có quỹ đạo không chứa electron (orbitan trống),
việc chuyển electron từ trạng thái này sang trạng thái khác cần những năng
lƣợng bé, ứng với các tia sáng của phần phổ trông thấy (các mức electron gần
nhau thì sẽ tạo điều kiện cho màu xuất hiện hay màu sâu hơn). Sự khác nhau
về năng lƣợng của các orbitan này quyết định màu của các hợp chất chứa các
ion tƣơng ứng.
1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÀU SẮC VẬT THỂ.
1.3.1.Trạng thái tồn tại của vật chất:
Trạng thái tồn tại có ảnh hƣởng đáng kể đến màu của chất vì trạng thái
tồn tại làm thay đổi khoảng cách giữa các ion, nguyên tử và hạt nhân dẫn đến
sự thay đổi thế chuyển điện tích.

Ở trạng thái khí, khoảng cách giữa các hạt lớn, lực tƣơng tác giữa
chúng bé. Do đó, tính chất chủ yếu của chất đƣợc xác định bởi tính chất của
các hạt riêng rẽ. Phổ hấp thụ của các chất khí chỉ gồm một số dãy vạch. Điều
đó có nghĩa: trong toàn bộ dòng ánh sáng trắng chúng chỉ chọn một số photon
có năng lƣợng vừa đúng bằng độ chênh lệch năng lƣợng giữa trạng thái cơ
bản và trạng thái kích thích của electron.
Ở trạng thái lỏng, các hạt của chất nằm cách nhau những khoảng cách
bằng kích thƣớc của chúng, lực tƣơng tác giữa các hạt là đáng kể. Các hạt của
chất thống nhất thành một tập hợp lớn, phân bố tƣơng hỗ theo một trật tự nhất
định. Độ bền của các liên kết giữa các tập hợp hạt trong chất lỏng không lớn,
vì vậy ở trạng thái lỏng chất có khả năng thay hình đổi dạng. Tính chất của

Hoàng Anh Hoàn

6

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

chất ở trạng thái này đƣợc quyết định bởi tính chất của các hạt, tập hợp hạt và
tƣơng tác giữa chúng.
Ở trạng thái rắn, trong chất có sự phân bố trật tự của các hạt. Sự tƣơng
tác mạnh của các hạt nằm gấn nhau làm xuất hiện nhiều mức năng lƣợng mới
dẫn đến tăng khả năng chuyển electron. Chính vì vậy ở trạng thái lỏng và
trạng thái rắn phổ hấp thụ trở nên dày đặc, gồm một số lớn những dải rộng
kéo dài vài chục nm và chồng lên nhau. Vị trí của các dải hấp thụ mạnh nhất

sẽ quyết định màu của chất.
Đối với các hợp chất của nguyên tố d, sự chuyển trạng thái từ khí sang
lỏng, từ lỏng sang rắn có tác động rất mạnh đến sự xuất hiện màu của chất.
1.3.2.Sự phân cực phân tử:
Trong các tinh thể chất rắn, nguyên tử hay ion chịu tác động của một số
nguyên tử hay ion nằm gần nó nhất. Các nguyên tử và ion trong mạng lƣới
tinh thể liên tục gây ra những dao động làm thay đổi khoảng cách giữa các hạt
kề nhau, gây ra sự tƣơng tác khi mạnh khi yếu. Nếu tác động của những hạt ở
gần đến nguyên tử hay ion làm phá vỡ sự phân bố điện tích dƣơng âm trong
đó thì trong phân tử sẽ xuất hiện hai cực, nghĩa là xảy ra sự phân cực phân tử.
Nếu ảnh hƣởng của các ion có cực đủ lớn thì nguyên tử hay ion ở cạnh
bắt đầu bị biến dạng nghĩa là sự phân bố mật độ electron xung quanh hạt nhân
luôn luôn không đồng đều. Sự phân cực sinh ra những lực hút phụ có ảnh
hƣởng đến tƣơng tác của các nguyên tử trong mạng lƣới tinh thể và làm thay
đổi trạng thái electron, làm cho chúng có khả năng tiếp nhận lƣợng tử ánh
sáng trông thấy.
Nếu dao động các hạt đủ lớn hay đƣợc tăng cƣờng bằng cách đun nóng
thì sự biến dạng phát sinh làm tăng sức hút các electron và các dao động có
tính qui luật bị phá vỡ. Điều này làm thay đổi cấu trúc tinh thể, dẫn đến sự
thay đổi màu của chất.

Hoàng Anh Hoàn

7

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

1.3.3.Trang thái oxi hóa của các ion kim loại trong hợp chất màu vô cơ:
Màu của đa số các hợp chất vô cơ đƣợc quyết định bởi trạng thái oxi hóa
của các ion trong hợp chất. Mỗi mức oxi hóa có thể ứng với một màu riêng và
một tính chất riêng.
Các ion Mn2+ không có màu trong dung dịch nƣớc, mức oxi hóa Mn4+ tƣơng
ứng với tinh thể MnO2 màu đen, trong khi đó Mn6+ trong thành phần MnO2có màu lục. Anion MnO4- với mức oxi hóa cao nhất của Mn là +7 có màu tím.
Sở dĩ có sự khác nhau về màu sắc nhƣ vậy là do sự biến đổi tính chất của ion
Mn. Mức oxi hóa càng cao, tác dụng phân cực của Mn càng lớn. Với ion
Crôm cũng xảy ra hiện tƣợng tƣơng tự, từ Cr2+ đến Cr6+ là một dãy màu liên
tục: lam, lục, vàng…
Sự biến đổi màu của hợp chất vô cơ theo mức oxi hóa cũng là thuộc tính của
các nguyên tố phi kim. Chẳng hạn nhƣ những hợp chất Vanadi ở mức oxi hóa
V1- có màu xám, V3+ có màu đen, V5+ có màu vàng cam.
Tóm lại, đối với các chất màu vô cơ thì các yếu tố sau đây có ý nghĩa quyết
định với sự xuất hiện màu.
+ Trong phân tử, các mức năng lƣợng electron phải gần nhau và có quỹ đạo
trống.
+ Trong phân tử phải có sự phân cực mạnh, tức là có mặt anion hoặc cation
có khả năng phân cực lớn.
1.3.4. Bảng màu cơ bản trong tự nhiên
Màu sắc của vật chất đƣợc hình thành từ 7 màu cơ bản là: đỏ, da cam,
vàng, lục (xanh lá cây), lam, chàm, tím. Ngoài ra, còn có vô số các màu khác
nhau trong tự nhiên do sự đan xen, phối hợp từ 7 màu cơ bản trên.
Mắt ngƣời có thể nhìn thấy vật chất có màu sắc khác nhau là do sự hấp
thụ chọn lọc các tia sáng khác nhau của vật chất. Nếu vật thể hấp thụ hoàn toàn
các tia sáng sẽ cho ta thấy vật màu đen, vật phản xạ hoàn toàn các tia sáng thì
mắt ta sẽ nhìn thấy vật màu trắng còn nếu vật chỉ hấp thụ một phần các tia sáng
và phản xạ phần còn lại thì mắt ngƣời sẽ nhìn thấy vật có màu sắc. Khả năng hấp

Hoàng Anh Hoàn

8

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

thụ ánh sáng có tính chọn lọc của vật thể phụ thuộc nhiều vào cấu trúc nguyên tử
của chúng. Ánh sáng bị phản xạ trên một vật thể truyền tới mắt ngƣời quan sát,
khiến cho xung nơron thần kinh đƣợc chuyển hóa đến não qua dây thần kinh thị
giác, kết quả là màu sắc đƣợc cảm nhận. Sự cảm nhận màu sắc tùy thuộc vào sự
tác động vật lý của ánh sáng lên mắt, lên các chức năng của mắt và đƣợc tiếp
nhận bởi hệ thống thần kinh. Ánh sáng phát ra với các bƣớc sóng khác nhau,
nhƣng mắt ngƣời chỉ có thể cảm nhận đƣợc các tia sáng có bƣớc sóng nằm trong
vùng khả kiến với  = 380 – 800nm. Bảng dƣới đây cho biết giá trị của một số
các bƣớc sóng ánh sáng bị hấp thụ và màu sắc của vật mà mắt ngƣời cảm nhận
đƣợc:
Bƣớc sóng ánh sáng

Màu sắc

Bƣớc sóng ánh sáng bị

Màu sắc nhận

bị hấp thụ

nhận đƣợc

hấp thụ

đƣợc

< 380 nm – Tử ngoại

Không màu

550nm – vàng

Lam đậm

400 nm – Tím

Lục ngả vàng

590nm – da cam

Lam nhạt

425 nm – Lam

Vàng

640nm - Đỏ

Xanh lục đậm

450 nm – Lam

Da cam

730nm - Đỏ

Xanh lục

490 nm – Lam ngũ lục

Đỏ

800nm - Đỏ

Lam nhạt

510 nm – xanh lục

Đỏ tím

>800nm – hồng ngoại

Không màu

530 nm – vàng ngả lục

Tím

1.5. Phƣơng pháp đo màu:

Phƣơng pháp đo màu thể hiện màu về số lƣợng gắn với ba đặc trƣng
khách quan của màu: tông màu, độ chói, độ thuần khiết.
Cơ sở của phƣơng pháp đo màu là cơ chế ba thành phần màu tức là mỗi
màu là tổng hợp của ba kích thích màu cơ bản thể hiện bằng ba số đo (toạ độ
màu). Các đặc trƣng của màu liên hệ với nhau qua tộ độ màu.
Trong phƣơng pháp này, để xác định toạ độ màu cần những thiết bị phức
tạp là so màu kế. Phƣơng pháp này cho phép thể hiện màu của bất kỳ bức xạ
Hoàng Anh Hoàn

9

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

nào không phụ thuộc vào nguồn gốc. Hơn nữa, theo phƣơng pháp này màu
đƣợc tính toán chính xác và có thể dựa vào những số liệu này để tái tạo màu
trên thực tế.
Những nguyên lý của phép đo màu:
Trong phƣơng pháp đo màu, ngƣời ta chọn bộ màu cơ bản là:
+ Màu đỏ (red): R = 700 nm, độ chói BR = 683 nit
+ Màu lục (green): G = 546 nm, độ chói BG = 3135 nit
+ Màu xanh tím (blue): B = 435,8 nm, độ chói BB = 41 nit
Tọa độ màu: là số lƣợng ba màu cơ bản mà khi hỗn hợp chúng sẽ phục
chế đƣợc màu cần xem xét trong hệ thống màu nhất định.
Một màu A có tọa độ màu (r,g,b) sẽ đƣợc biểu diễn nhƣ sau:
A=r.R+g.G+b.B đây chính là phƣơng trình màu của A. Từ phƣơng trình màu

này có thể xác định đƣợc vị trí của màu A trong hệ tọa độ màu cũng nhƣ tái
tạo màu A bằng cách kết hợp ba màu cơ bản.
Có nhiều hệ tọa độ màu sử dụng với những ƣu điểm và nhƣợc điểm
riêng. Để xác định độ chênh màu (sự khác biệt giữa màu của mẫu và màu
chuẩn), ngƣời ta thiết lập “không gian màu tuyệt đối” dựa trên độ sáng, độ
màu và độ bão hoà. Các màu đƣợc biểu diễn trong không gian ba chiều,
khoảng cách giữa 2 màu trong không gian tƣơng ứng với sự khác nhau về
màu.

Hoàng Anh Hoàn

10

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

Hình 1. Mô tả hệ toạ độ màu Hunter (L,a,b)
Các mẫu thí nghiêm nghiên cứu {mẫu gạch gốm, ốp lát có sử dụng bột
màu thí nghiệm để trang trí màu) đƣợc xác định thông số màu L,a,b bằng
thiết bị có ký hiệu NF 333 (NIPPON DENSHOKU).
2. KHÁI NIỆM VÀ TIÊU CHUẨN CỦA GẠCH COTTO:
2.1. Khái niệm:
Gạch Cotto là một dòng sản phẩm ốp lát có xƣơng kết khối, cấu trúc sản
phẩm sau nung là một hệ thống dị thể phức tạp bao gồm các pha thủy tinh,
pha tinh thể và pha khí. Tỷ lệ, số lƣợng của các pha quyết định tính chất vật
lý, kỹ thuật của sản phẩm. Tỷ lệ này phụ thuộc vào nhiệt độ nung, thời gian

nung, thành phần phối liệu và hoạt tính hóa học của chúng [1].
- Pha thủy tinh: Sản phẩm sau nung sẽ hình thành các chất nóng chảy
alumosilicat kiềm với những số lƣợng khác nhau tùy thuộc vào thành phần
tham gia phản ứng làm ảnh hƣởng đến qua trình hình thành cấu trúc sản phẩm
và những tính chất của chúng. Chất nóng chảy nguội đi tạo ra pha thủy tinh

Hoàng Anh Hoàn

11

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

trong sản phẩm. Pha thủy tinh trong vật liệu mang tất cả những đặc tính của
vật chất ở trạng thái thủy tinh [1].
- Pha khí: chứa trong các lỗ xốp và khi nào cũng có mặt trong vật liệu
ngay cả khi độ xốp hiệu dụng đƣợc coi là bằng không. Pha khí đƣợc hình
thành do không khí chứa trong các lỗ xốp của sản phẩm, quá trình hydrat, quá
trình phân ly, quá trình khử cácbonat, quá trình phân hủy sunfat, quá trình oxy
hóa, quá trình cháy các tạp chất hữu cơ, quá trình tách khí khi nóng chảy…[1]
- Pha tinh thể: Các khoáng đƣợc tạo thành nằm ở pha này. Đối với các sản
phẩm nung kết khối, các khoáng đƣợc tạo ra bao gồm mulit (3Al 2O3.SiO2),
cristobalit (SiO2) và những hạt quắc (SiO2) không tham gia phản ứng [1].
Các sản phẩm gạch Cotto rất đa dạng về cả kích thƣớc, chủng loại và
mẫu mã.
- Gạch ốp có các loại: (240x60x9); (240x80x9); (240x117x9).

- Gạch lát có các loại: (200x250x12); (200x200x10); (250x250x12);
(320x320x14); (300x300x12); (400x400x14); (500 x 500 x14); (400 x 200 x
14) ...
- Gạch bậc thềm có các loại: (300x3000x13); (400x300x14);
(600x300x14)
2.2. Tiêu chuẩn cơ lý, hóa của sản phẩm gạch cotto
TCVN của sản phẩm gạch lát cotto – TCVN 7483:2005
 Sản phẩm mộc:
+ Cƣờng độ kháng uốn: σu ≥ 3 N/mm2.
+ Độ co sấy: 3,5-4,0%.
+ Độ ẩm: ≤ 1%
 Sản phẩm sau nung:
+ Cƣờng độ kháng uốn: σu ≥ 20 N/mm2.
+ Độ co nung: 3,5-4,0%.
+ Độ hút nƣớc: H ≤ 6%
 Màu sắc:
Hoàng Anh Hoàn

12

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

- Màu sắc tại các vị trí khi ra lò phải đồng đều. Màu chủ đạo là màu đỏ tƣơi
(theo bảng mẫu tiêu chuẩn).
 Các chỉ tiêu cơ lý:

- Độ co tổng: ~ 8,0%
- Độ hút nƣớc: H ≤ 6%.
- Cƣờng độ kháng uốn: σu ≥ 20 N/mm2.
- Độ bền hóa:
+ Độ bền axit: AA
+ Độ bền kiềm: AA
+ Độ chống bám bẩn: 1
+ Độ bền hóa chất gia dụng và bể bơi: AA
2.3. GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN & NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
GẠCH COTTO:
2.3.1. Giới thiệu dây chuyền sản xuất
a. Sơ đồ công nghệ

Hoàng Anh Hoàn

13

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

Hình 2: Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch Cotto
b. Thuyết minh dây chuyền công nghệ
- Nguyên liệu sau khi khai thác đƣợc vận chuyển về khu vực chứa của nhà
máy, để phơi nắng, gió, mƣa… phong hóa tự nhiên. Sau khoảng thời gian
nhất định thì sử dụng các thiết bị cơ giới: cày, xới, vằm… đến cỡ cục yêu cầu
rồi phơi khô tự nhiên đến độ ẩm  10% thì đƣa về kho chứa có mái che. Căn

cứ vào màu sắc, tính chất, vị trí, địa tầng khai thác… mà phân loại nguyên
liệu và tập kết vào các khu vực khác nhau. Tại đây nguyên liệu đƣợc thiết bị
cơ giới đảo trộn để tạo độ đồng đều đồng thời phá vỡ thêm các cục đất trƣớc
khi đƣa vào gia công.
- Samot là các phế phẩm nung của nhà máy và thu mua từ phế phẩm gạch
xây không pha than của các đơn vị sản xuất lân cận, đƣợc sơ chế có kích
thƣớc  10cm, độ ẩm  2% đƣợc tập trung vào kho dự trữ.

Hoàng Anh Hoàn

14

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

- Nguyên liệu và samot đƣợc đƣa vào các cấp liệu thùng riêng rẽ và đƣợc
định lƣợng thông qua một thiết bị cân băng định lƣợng theo tỷ lệ tính trƣớc
rồi cùng đƣợc đƣa vào máy nghiền sơ cấp. Tại đây, nguyên liệu thô và samot
đƣợc đập vỡ, nghiền nhỏ và trộn vào với nhau tạo thành phối liệu và đƣa qua
thiết bị sàng. Nếu kích thƣớc các hạt phối liệu đạt yêu cầu sẽ lọt sàng và đƣợc
chuyển vào silô chứa, các hạt không đạt đƣợc đƣa vào máy nghiền thứ cấp
tiếp tục nghiền nhỏ cho tới khi kích thƣớc đạt yêu cầu.
- Bột phối liệu sau khi gia công đƣợc đƣa và silo chứa. Tại đây phối liệu
đƣợc đƣa gián đoạn vào máy trộn theo từng mẻ và đƣợc định lƣợng bằng cân
băng định lƣợng. Tại máy trộn, phối liệu đƣợc trộn khô sau đó thêm nƣớc và
đƣợc trộn đều.

- Phối liệu sau khi đƣợc trộn ẩm đƣợc đƣa vào máy nhào 2 trục, tại đây
phối liệu đƣợc nhào trộn để tăng tính đồng nhất về độ ẩm, độ dẻo và độ đồng
đều. Sau khi ra khỏi máy nhào, phối liệu đƣợc đƣa vào máy nhào đùn liên
hợp, một lần nữa phối liệu đƣợc nhào trộn và ép qua lƣới lọc rơi xuống buồng
chân không, nhờ máy bơm hút chân không mà không khí đƣợc tách ra khỏi
phối liệu, phối liệu đƣợc nhồi ép, nén chặt trong máy đùn và đùn ra khỏi máy
qua miệng khuôn để định hình nên hình dáng sản phẩm. Hình dạng và kích
thƣớc của sản phẩm phụ thuộc vào từng loại khuôn đùn khác nhau.
- Sau khi đƣợc tạo hình, sản phẩm đƣợc đƣa vào lò sấy. Sản phẩm đƣợc
tiếp xúc với không khí nóng phù hợp với từng giai đoạn sấy đảm bảo khi ra
khỏi lò sấy độ ẩm  1% và đƣợc đƣa vào lò nung. Sản phẩm trong lò nung
dƣới tác dụng của nhiệt độ, áp suất, môi trƣờng… các quá trình hóa lý xảy ra
tạo thành sản phẩm đạt các chỉ tiêu yêu cầu. Sản phẩm ra nung đƣợc phân loại
khuyết tật, màu sắc và đƣa đi đóng gói, nhập kho.
2.3.2. Nguyên liệu trong sản xuất gạch Cotto:
Trong công nghiệp sản xuất gạch Cotto thì các nguyên liệu chính để sản
xuất bao gồm: Đất sét, samot trong đó đất sét đƣợc gọi là nguyên liệu dẻo;
samot đƣợc gọi là nguyên liệu gầy. Ngoài ra trong công nghiệp sản xuất gạch
Hoàng Anh Hoàn

15

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

Cotto còn có các nguyên liệu khác nhƣ: MnO2 và các chất màu vô cơ khác …

Mỗi loại nguyên liệu đều có tính chất đặc trƣng riêng về nguồn gốc, tính chất,
ứng dụng của nó đối với toàn bộ quá trình chế tạo sản phẩm. Để sử dụng đƣợc
các loại nguyên liệu trên một cách hiệu quả, cần khảo sát vai trò của từng loại
nguyên liệu.
2.3.2.1. Nguyên liệu dẻo:
Đất sét là sản phẩm phong hoá tàn dƣ của các loại đá gốc chứa tràng
thạch nhƣ pegmatit, granit, gabro, bazan, rhyolit. Ngoài ra nó còn có thể
đƣợc hình thành do quá trình biến chất trao đổi các đá gốc. Cao lanh nguyên
sinh (tức cao lanh thô) là cao lanh hình thành ngay tại mỏ đá gốc. Nếu sản
phẩm phong hoá tàn dƣ, nhƣng bị nƣớc, băng hà, gió cuốn đi rồi lắng đọng tại
các chỗ trũng hình thành nên các mỏ cao lanh hay đất sét trầm tích - còn gọi là
cao lanh thứ sinh.
Đất sét xét theo thành phần hoá, thành phần khoáng cũng nhƣ cấu trúc
bao gồm 28 loại đơn khoáng khác nhau, chia thành các nhóm khoáng.
Mỗi nhóm khoáng bao gồm các đơn khoáng có cấu trúc hoặc tính chất
gần giống nhau. Ba nhóm khoáng quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp
gốm sứ là:


Nhóm caolinit:

Đặc trƣng của nhóm caolinit là khoáng caolinit (tên khoáng này đƣợc
lấy làm tên cho cả nhóm), là khoáng chủ yếu trong các mỏ cao lanh và đất
sét, có công thức hoá học là Al2O3.2SiO2.2H2O. Thành phần hóa của
khoáng này là SiO2: 46,54%; Al2O3 : 39,5%; H2O: 13,96%. [2]
Về mặt cấu trúc, mạng tinh thể caolinit gồm hai lớp: lớp tứ diện chứa Si4+ ở
tâm và lớp bát diện chứa Al3+ ở tâm, ứng với SiO4 và AlO6. Hai lớp này tạo
thành gói hở có các nhóm OH- phân bố về cùng một phía. Dƣới kính hiển vi
điện tử, tinh thể caolinit có dạng miếng hay dạng vảy sáu cạnh.

Hoàng Anh Hoàn

16

Lớp: 12BVLPK - KT


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

Hình 3. Mạng lƣới caolinit (theo Gruner)
Do có sự cân bằng về điện tích giữa các cation và anion trong mạng cấu
trúc nên caolinit hầu nhƣ không trƣơng nở trong nƣớc, độ dẻo kém, khả năng
hấp phụ trao đổi ion yếu (thƣờng từ 5 10 mili đƣơng lƣợng gam đối với 100g
cao lanh khô), khối lƣợng riêng của khoáng caolinit khoảng 2,412,60 g/cm3.
Trong nhóm này còn có khoáng haloysit Al2O3.2SiO2.4H2O thƣờng đi
kèm với caolinit. Nó đƣợc coi là sản phẩm hydrat hóa của caolinit.


Nhóm môntmôrilônit (Al2O3.4SiO2.H2O + nH2O]

Mạng lƣới tinh thể gồm 3 lớp (2 tứ diện SiO4 và 1 bát diện AlO6).

Hoàng Anh Hoàn

17

Lớp: 12BVLPK - KT

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto

Hình 4. Mạng lƣới mônmôrilônit
So với caolinit thì khoáng này có lực liên kết yếu hơn, ở đây các nhóm
OH- nằm bên trong 3 lớp trên tạo thành gói kiểu kín.
Do có sự thay thế đồng hình, nên môntmôrilônit thƣờng chứa các cation
Fe2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+ với hàm lƣợng khá lớn. Độ phân tán cao, hạt mịn,
kích thƣớc cỡ 0,06 µm có thể chiếm đến 40% (trong đất sét thƣờng cỡ hạt
trên chỉ chiếm 5-20%, trong cao lanh từ 0,5 – 1,5%) nên khoáng này có độ dẻo
rất lớn.
Môntmôrilônit là loại silicat 3 lớp nên khi có nƣớc các phân tử H2O có
thể đi sâu vào và phân bố giữa các lớp làm cho mạng lƣới của nó trƣơng nở
rất lớn, cũng chính do cấu trúc của bản thân nó nên khoáng này có khả năng hấp
Hoàng Anh Hoàn

18

Lớp: 12BVLPK - KT