黏(nian)土(tu)由大小不等的顆(ke)(ke)粒(li)(li)組成,每個黏(nian)土(tu)顆(ke)(ke)粒(li)(li)表面(mian)(mian)基本上(shang)都(dou)帶(dai)有負電荷(he),這樣顆(ke)(ke)粒(li)(li)間存在電荷(he)間的排斥(chi)力。水(shui)一(yi)般都(dou)含有可溶性(xing)鹽(yan),可溶性(xing)鹽(yan)在水(shui)中電離后(hou)產生正離子吸附在黏(nian)土(tu)顆(ke)(ke)粒(li)(li)表面(mian)(mian),因而在黏(nian)土(tu)顆(ke)(ke)粒(li)(li)表面(mian)(mian)形成一(yi)層強結合水(shui)膜。

顆(ke)粒(li)之間(jian)(jian)壓縮一起(qi)時(shi)形(xing)成毛(mao)細管(guan)(guan),毛(mao)細管(guan)(guan)中有(you)(you)水(shui),必然形(xing)成表面張(zhang)力(li),這(zhe)是一種吸引力(li),是產生黏土顆(ke)粒(li)間(jian)(jian)粘性的主要作用力(li)。沒有(you)(you)水(shui)黏土顆(ke)粒(li)間(jian)(jian)基(ji)本沒有(you)(you)吸引力(li)也就沒有(you)(you)粘性。

當(dang)(dang)然(ran),除水(shui)膜的(de)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)外,還有一種(zhong)力(li)叫范德華(hua)力(li),這(zhe)種(zhong)力(li)和距離的(de)6次(ci)方成反(fan)比(bi),當(dang)(dang)顆(ke)粒靠外力(li)壓縮很緊(jin)密時,這(zhe)種(zhong)力(li)才發生作用,它也(ye)屬(shu)于吸引力(li)。顆(ke)粒間液(ye)體的(de)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)和試管中(zhong)液(ye)體表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)相類似。它的(de)大小和液(ye)體的(de)粘度成正比(bi),和黏土(tu)顆(ke)粒距離成反(fan)比(bi)。

如果黏土(tu)中含水(shui)率高(gao),顆(ke)粒間(jian)水(shui)膜(mo)厚(hou)則毛(mao)細(xi)管直徑(jing)大,表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)降(jiang)低(di)(di),粘性小(xiao),表(biao)(biao)現為塑(su)性降(jiang)低(di)(di)。若降(jiang)低(di)(di)含水(shui)率并(bing)在一定壓(ya)力(li)下(xia),減少顆(ke)粒間(jian)毛(mao)細(xi)管直徑(jing),則增大表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)提高(gao)塑(su)性。

但降低含水(shui)率有一定限制起(qi)碼要保證每個(ge)黏(nian)土顆(ke)粒表(biao)面的(de)水(shui)膜厚(hou)度不(bu)小30個(ge)分子厚(hou)。在磚機擠壓成型磚坯時(shi),擠壓力(li)必須大于“屈服”點,也(ye)就是克服顆(ke)粒間(jian)水(shui)的(de)表(biao)面張力(li),使顆(ke)粒能相(xiang)互流動。

等(deng)泥(ni)料(liao)出(chu)了(le)機口(kou)后,擠壓(ya)力移去(qu),黏土顆粒(li)靠(kao)水(shui)表面(mian)張(zhang)力聚集(ji)在(zai)一(yi)起,保持(chi)坯體(ti)形(xing)狀。從上面(mian)分析看水(shui)在(zai)黏土中的(de)作用是(shi)相當重(zhong)要的(de)。一(yi)方面(mian)對產生內聚力起了(le)關鍵(jian)作用,另(ling)外(wai)在(zai)顆粒(li)受力變(bian)形(xing)時起滑潤作用。在(zai)黏土磚坯成型時,一(yi)方面(mian)希望泥(ni)料(liao)具有(you)擠出(chu)時良好的(de)流(liu)動性,便(bian)于成型;另(ling)外(wai)又希望在(zai)出(chu)機口(kou)后具有(you)大的(de)快(kuai)速(su)凝聚性,保持(chi)磚坯不變(bian)形(xing)。

含水(shui)量(liang)高則流(liu)動(dong)性(xing)好(即每(mei)(mei)個顆(ke)粒表層(ceng)水(shui)膜厚),但(dan)凝聚性(xing)差(cha),坯體易變形。因此,對(dui)(dui)每(mei)(mei)一(yi)企業來講,在原料(liao)處理、擠泥機等(deng)條件固定(ding)的(de)前(qian)提(ti)下,摸索一(yi)個合適的(de)成型(xing)含水(shui)率(lv),既利于擠泥機成型(xing),又利于磚坯強度(du)。根據我(wo)們對(dui)(dui)幾(ji)十種(zhong)(zhong)黏(nian)土(tu)的(de)試驗數據,每(mei)(mei)種(zhong)(zhong)黏(nian)土(tu)都有一(yi)個最佳含水(shui)率(lv),在這種(zhong)(zhong)含水(shui)率(lv)的(de)情況下,黏(nian)土(tu)的(de)粘性(xing)(稠(chou)度(du))最好。典型(xing)的(de)粘度(du)曲線(見圖4):

從曲線(xian)可以(yi)看(kan)出(chu)(chu),大(da)部分曲線(xian)都有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)最(zui)(zui)大(da)值(zhi)。因(yin)此(ci),在(zai)擠出(chu)(chu)時(shi)選擇(ze)這種(zhong)含(han)(han)水率時(shi),黏土粘度最(zui)(zui)大(da)坯(pi)體強度最(zui)(zui)佳。對同(tong)一(yi)(yi)種(zhong)黏土,在(zai)原料(liao)處理(li)條件相同(tong)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,硬塑(su)擠出(chu)(chu),硬擠出(chu)(chu)和(he)軟塑(su)擠出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)成型方法對應的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)佳含(han)(han)水率也不同(tong)。擠壓力(li)不同(tong)顆粒間毛細(xi)管間距不一(yi)(yi)樣,反映出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)張力(li)不一(yi)(yi)樣。因(yin)此(ci),對每(mei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)企業都在(zai)自(zi)己所選擇(ze)的(de)(de)(de)(de)成型工藝的(de)(de)(de)(de)前(qian)提下確定合(he)適恰當的(de)(de)(de)(de)成型含(han)(han)水率。