Influenza dei Minerali Argillosi nell impasto ceramico more from minerals Davide Maccaferri Materie Prime per Piastrelle Ceramiche
Influenza dei Minerali Argillosi nell impasto ceramico Analisi Chimica XRF & Tecnologico argille Analisi mineralogica XRD qualitativa Caratterizzazione in impasto ceramico Conclusioni
Caratterizzazione Chimica: XRF SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 TiO 2 K 2 O Na 2 O CaO MgO L.O.I Arg.Portog 54.2 30.5 1.7 0.8 0.4 0.6 0.2 0.6 11.0 Arg. UK (Devon) 60.0 26.0 0.9 1.5 2.6 0.4 0.1 0.3 7.2 Arg. Tedesca (WW) 64.9 23.5 1.0 1.4 2.2 0.2 0.2 0.3 6.2 Arg. Ucraina (Donbas) 60.0 26.6 1.0 1.4 2.4 0.5 0.2 0.5 7.3
Caratterizzazione Tecnologica Arg Portog Arg. Ucraina (Donbas) Arg. Tedesca (Westerwald) Arg. UK (Devon) Densità (gr/lt) 1450 1448 1507 1505 Viscosità (Coppa Ford - sec) n.d n.d 30 22 C.d.r (kg/cm 2 ) 63 65 44 31 A.A % @1105 B 1,4 0,5 1,2 1,7 R.L % @1105 B 10,5 7,8 6,8 6,3
Caratteriz. Mineralogica: analisi XRD Verde = Arg. UK Devon 6 00 0 Rosso = Arg. UA Donbas Blue = Arg. DE Westerwald 5 00 0 Arancio = Arg. Portoghese M = Muscovite -Illite C = Caolinite Q = Quarzo F = Feldspato (tracce) Q Lin (Counts) 4 00 0 3 00 0 C Q C 2 00 0 1 00 0 M-I M-I C F 0 3 10 2 0 3 0 2-T h eta - S ca le
Minerali non argillosi: Quarzo 10000 9000 Quarzo presente: PT < UK < UA < WW 8000 7000 6000 Blue = Arg. DE Westerwald Rosso = Arg. UA Donbas Verde = Arg. UK Devon Arancio = Arg. Portoghese 5000 4000 Sqrt (Counts) 3000 2000 Quarzo Quarzo 1000 600 500 400 300 200 100 10 0 20.3 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 2-Theta - Scale
Minerali Argillosi: Caolinite L origine di questi giacimenti è legata alla trasformazione dei feldspati delle rocce cristalline con allontanamento degli alcali Caolinite all interno di un deposito secondario Pacchetto di cristalliti in deposito primario Cristallite di Caolinite
Minerali Argillosi: Caolinite 10000 9000 8000 7000 6000 Verde = Arg. UK Devon Rosso = Arg. UA Donbas Blue = Arg. DE Westerwald Arancio = Arg. Portoghese Sqrt (Counts) 5000 4000 3000 2000 C C C 1000 600 500 400 300 200 100 10 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2-Theta - Scale
Minerali Argillosi: Caolinite 2000 Verde = Arg. UK Devon Rosso = Arg. UA Donbas Blue = Arg. DE Westerwald Arancio = Arg. Portoghese Sqrt (Counts) 1000 600 500 400 300 200 C C Arg UK presenta una Caolinite più ordinata mentre Arg Portoghese, Tedesca e Ucraina una caolinite più disordinata 100 10 0 18.6 19 20 21 22 2-Theta - Scale
Minerali Argillosi: Mica - Illite La formazione dell Illite è legata a deposizioni sedimentarie attraverso l alterazione degli altri minerali argillosi (principalmente la smectite) 10 A Mica e Illite hanno stessa struttura ma nonostante ciò l Illite presenta maggior contenuto di Si, Mg, Fe e H 2 O e un contenuto minore di Al e K.
Minerali Argillosi: Mica - Illite 4000 3000 Verde = Arg. UK Devon Rosso = Arg. UA Donbas Blue = Arg. DE Westerwald Arancio = Arg. Portoghese Sqrt (Counts) 2000 1000 600 500 400 300 200 Mica - illite Una stima indicativa dell ampiezza del picco ci indica quanta Illite è presente. UK > Muscovitica WW & UKR > Illitica Mica - illite 100 10 0 7.4 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Muscovite = 1:3.2, UK = 1:2.5, 2-Theta UA - Scale= 1:2.2, DE = 1:2.0
Minerali Argillosi: Smectite 14 A La sua formazione è comunemente dovuta alla alterazione delle rocce vulcaniche sia in ambiente idrotermale che in quello sedimentario.
Minerali Argillosi: Smectite 4000 3000 Glicolando i campioni e ripetendo l analisi XRD a bassi angoli si rileva la possibile presenza di Smectite. 2000 Sqrt (Counts) 1000 600 500 400 300 200 100 10 0 2.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2-Theta - Scale
Smectite Arg. UK Devon 6000 Sqrt (Counts) 5000 4000 3000 2000 1000 600 500 17 Angstroms A seguito di glicolazione appare un leggero picco, mostrando una minima presenza di Smectite all interno di questa argilla. 400 300 200 100 10 0 2.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2-Theta - Scale
Smectite Arg.Portoghese 5000 Sqrt (Counts) 4000 3000 2000 1000 17 Angstroms Si ha la comparsa di un picco ben visibile a 17 A rivelando una significativa presenza di Smectite per questo tipo di argilla. 600 500 400 300 200 100 10 0 2.1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2-Theta - Scale
Smectite Arg. Tedesca Westerwald 6000 Sqrt (Counts) 5000 4000 3000 2000 1000 17 Angstroms Non vi è presenza di smectite per questo tipo di campione che viene principalmente caratterizzato da un alto grado di disordine per la Caolinite e per la presenza di Illite 600 500 400 300 200 100 10 0 2.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2-Theta - Scale
Smectite Arg. Ucraina Sqrt (Counts) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 600 500 400 13.5 Angstroms 10 Angstroms Dopo glicolazione si assottiglia il picco presente a 10 A, e compare un picco a circa 13.5 Angstroms. Questo picco è attribuibile alla presenza di minerali a strati misti presenti nell argilla Ucraina. 300 200 100 10 0 2.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2-Theta - Scale
Min. Strati Misti: Arg. Ucraina Illite Smectite Illite Illite Interlaminati I-S
Caratterizzazione in Impasto: Imp Arg Smect Imp. Arg Ukraina Arg Smect 22 -- Arg Ukraina -- 22 Arg Tedesca WW 15 15 Sabbia 8 (sabbia nazionale) 12 12 P1040 (feld turco) 51 51 Res63µm 3,5% & Silicato di Sodio 0,7% Imp Arg Smect Imp. Arg Ukraina Viscosità (coppa ford) 26 21 C.d.R(Kg/cm2) 32,6 33,8 ε % 0,059 0,066
C.d.r vs Deformaz % = Tenacità 45 Carico vs Deformaz. % (Ipotesi= elasticità lineare) 30 MOR (Kg/cm2) 15 0 ε (%) 0 0,015 0,03 0,045 0,06 0,075 Imp Arg Smect Imp Arg Ucraina
Caratterizzazione in cotto 6,80 1,50 1,25 6,60 1,00 A.A% 0,75 6,40 R.L% 0,50 6,20 0,25 0,00 1092 1108 1138 AA% Imp Ukr AA% Imp Smect RL% Imp Ukr RL% Imp Smect 6,00
Curva di sinterizzazione Imp Arg Smect Imp Arg Ukr
Conclusioni: La presenza di alcuni minerali argillosi influenza le caratteristiche dell impasto ceramico Visc. Deform Tenacità AA% RL% Stabilità Arg Smect. Arg Ucraina (Strati misti)
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