黏土由大小不等的顆粒組成,每個(gè)黏土顆粒表面基本上都帶有負電荷,這樣顆粒間存在電荷間的排斥力。水一般都含有可溶性鹽,可溶性鹽在水中電離后產(chǎn)生正離子吸附在黏土顆粒表面,因而在黏土顆粒表面形成一層強結合水膜。

顆粒之間壓縮一起時(shí)形成毛細管,毛細管中有水,必然形成表面張力,這是一種吸引力,是產(chǎn)生黏土顆粒間粘性的主要作用力。沒(méi)有水黏土顆粒間基本沒(méi)有吸引力也就沒(méi)有粘性。

當然,除水膜的表面張力外,還有一種力叫范德華力,這種力和距離的6次方成反比,當顆?？客饬嚎s很緊密時(shí),這種力才發(fā)生作用,它也屬于吸引力。顆粒間液體的表面張力和試管中液體表面張力相類(lèi)似。它的大小和液體的粘度成正比,和黏土顆粒距離成反比。

如果黏土中含水率高,顆粒間水膜厚則毛細管直徑大,表面張力降低,粘性小,表現為塑性降低。若降低含水率并在一定壓力下,減少顆粒間毛細管直徑,則增大表面張力提高塑性。

但降低含水率有一定限制起碼要保證每個(gè)黏土顆粒表面的水膜厚度不小30個(gè)分子厚。在磚機擠壓成型磚坯時(shí),擠壓力必須大于“屈服”點(diǎn),也就是克服顆粒間水的表面張力,使顆粒能相互流動(dòng)。

等泥料出了機口后,擠壓力移去,黏土顆?？克砻鎻埩奂谝黄?保持坯體形狀。從上面分析看水在黏土中的作用是相當重要的。一方面對產(chǎn)生內聚力起了關(guān)鍵作用,另外在顆粒受力變形時(shí)起滑潤作用。在黏土磚坯成型時(shí),一方面希望泥料具有擠出時(shí)良好的流動(dòng)性,便于成型;另外又希望在出機口后具有大的快速凝聚性,保持磚坯不變形。

含水量高則流動(dòng)性好(即每個(gè)顆粒表層水膜厚),但凝聚性差,坯體易變形。因此,對每一企業(yè)來(lái)講,在原料處理、擠泥機等條件固定的前提下,摸索一個(gè)合適的成型含水率,既利于擠泥機成型,又利于磚坯強度。根據我們對幾十種黏土的試驗數據,每種黏土都有一個(gè)最佳含水率,在這種含水率的情況下,黏土的粘性(稠度)最好。典型的粘度曲線(xiàn)(見(jiàn)圖4):

從曲線(xiàn)可以看出,大部分曲線(xiàn)都有一個(gè)最大值。因此,在擠出時(shí)選擇這種含水率時(shí),黏土粘度最大坯體強度最佳。對同一種黏土,在原料處理條件相同的情況下,硬塑擠出,硬擠出和軟塑擠出的成型方法對應的最佳含水率也不同。擠壓力不同顆粒間毛細管間距不一樣,反映出的表面張力不一樣。因此,對每一個(gè)企業(yè)都在自己所選擇的成型工藝的前提下確定合適恰當的成型含水率。