262

jest zatem plastyczne, a z drugiej strony wykazuje charakterystyczną dla ciał lepko-sprężystych zależność płynięcia od naprężenia ścinania.

Równanie Teologiczne dla tego modelu jest następujące

* = T_a+n«£>    (3132)

gdzie:

x    -    naprężenie ścinające, Pa;

x„    -    naprężenie płynięcia, Pa;

r]_fl    -    lepkość binghamowska, Pa s;

D    -    szybkość ścinania, s'¹.

3.11.2. Charakterystyka układu: minerały ilaste - woda

Minerały ilaste w połączeniu z wodą wykazują szereg specyficznych właściwości, dzięki czemu znajdują praktyczne zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu. Właściwości układów minerały ilaste - woda podlegają prawom chemii koloidów, w których rolę fazy rozproszonej spełniają minerały ilaste, a fazą rozpraszającą (ciągłą) jest woda. Minerały ilaste rozproszone w wodzie tworzą koloidy hydrofobowe. Cząstki koloidów hydrofobowych posiadają określony ładunek elektryczny, przy czym omawiane tutaj minerały ilaste posiadają ładunek ujemny. Układy złożone z wody i drobnoziarnistych minerałów ilastych (montmorillonit, illit, drobnoziarnisty kaolinit) wykazują właściwości roztworów koloidalnych (zoli), a w przypadku gruboziarnistych minerałów ilastych (gruboziarnisty kaolinit) tworzą zawiesiny (suspensje). Zwykle jednak minerały ilaste tworzą z wodą układy łączące właściwości zoli i suspensji. Szczególnie dotyczy to mas plastycznych, wykorzystywanych do formowania ceramicznych materiałów budowlanych, w których - oprócz drobnoziarnistych minerałów ilastych w postaci montmorillonitu i illitu - występują również relatywnie grube ziarna piasku, obecne w złożu surowca ilastego lub wprowadzone dodatkowo w formie domieszki korekcyjnej w celu obniżenia plastyczności surowca. O właściwościach takich układów decydują wzajemne proporcje ilościowe, w jakich wy-, stępują minerały ilaste oraz woda, jak również obecność dominującej frakcji ziarnowej. Specyfika układu minerały ilaste - woda wiąże się przede wszystkim z właściwościami fazy mineralnej (duża powierzchnia właściwa, płytkowy kształt ziaren, zdolność adsorpcji wody oraz duży potencjał wymiany jonowej), jak również z fizykochemicznymi właściwościami wody.

Układy minerały ilaste - woda ulegają zmianom następującym w czasie.

Zmiany te obejmują takie zjawiska jak:

-    sedymentacja - pod wpływem siły ciężkości cząstki minerałów ilastych opadają na dno naczynia z szybkością zależną od wielkości i kształtu cząstek - zgodnie z prawem Stokesa. Ze zjawiskiem sedymentacji mamy do czynienia szczególnie w przypadku mas lejnych, używanych do formowania wyrobów ceramicznych metodą odlewania;

-    starzenie się - układ koloidalny dąży do zmniejszenia energii swobodnej. W omawianych układach minerałów ilastych zmniejszenie energii swobodnej dokonuje się poprzez zmniejszenie ich powierzchni właściwej. Proces ten jest kon-

262