什么是原料的可塑性？塑性指数是怎样获得的？

原料和水混炼时，可形成泥团。这种泥团在外力作用下，能变成任何形状而不开裂。当外力作用停止时，保存已改变了的形状不变。原料的这种性质称为可塑性。

从物理化学的观点来看，原料的可塑性是很复杂的，目前还有许多没有弄清楚的实质问题。

经验告诉我们，原料矿物成分、颗粒大小、胶体（一般指小于0.001mm的颗粒）含量多少、拌合水的用量等，均影响原料的可塑性。颗粒越细、比表面积越大、分散度越高，则可塑性物质固相与液相接触面越大，可塑性也越高。胶体含量越多，可塑性也越高。垆坶土可塑性高于高岭土的原因，就是因为垆坶土含铝英石部分较多的缘故。而铝英石是由成分变动很大的氧化硅和氧铝水化物及胶体的混合物所构成。原料的可塑性在很大程度上取决于拌合用水量，只有控制固体与液体间的一定比例，才能得到适当的可塑性。这个比例是由试验求得的，如果液体的量不够，则所得软泥容易碎解；如果液体的量过多，则软泥会粘手，并且会流散开来。

不同原料所需水量如表2-17所示。

I_p=W_液- W_塑

式中  W液-液性限度(%)；

w塑——塑性限度(%)。   

 原料的塑性指数要求范围如表2-18所示。

▲表2-18 原料的塑性指数要求范围  

为了提高原料的可塑性，可将其在潮湿环境中陈化一个时期，使其经过一个能增加材料疏松程度和分散性的过程。

一般可塑性太强的原料，水分含量较多，干燥收缩也较大，因而容易产生开裂，为了降低可塑性，可以掺一些瘠性物料，如石英砂、粉煤灰、煤渣或塑性较差的黏土、页岩、煤矸石等。

需要指出的是，现在我国砖瓦行业中沿用的表述可塑性的方法是1911年由瑞典人阿特博格(A．Atterberg)提出来的，也称为阿氏可塑性指数。这种方法多年以来广泛用于土壤学、土力学、工程地质学等部门。我国砖瓦行业虽说使用了多年，但仅是针对软质、分散的黏土原材料而言的，也是一种较为粗放式的试验方法。实践证明，已知塑性指数的黏土原料，由于含水率、加工处理过程等因素的影响，所表现出的可塑性程度并不一致。这是因为在砖瓦生产中单凭使用阿氏塑性指数来判断黏土原料的塑性以及对其生产工艺的适应性是远远不够的。例如，有两种黏土原料的塑性指数几乎相同（一个为13.7，另一个为13.5），但是干燥收缩分别为7.18和4.42，相差很大。该例说明，就是对分散程度很高的黏土原料，这种试验方法本身都有很大的误差。

对煤矸石、页岩等这些靠颗粒尺寸减小而获得塑性的材料来讲，使用这种方法时就会有很大的偏差。因为煤矸石、页岩这类原材料可塑性的高低，是依靠加工破碎，使其颗粒尺寸减小到一定程度后，加入水分使颗粒疏解（陈化）等来实现的，并且在加工处理过程中是可变化的。普通制砖黏土所具有的可塑性指数是相对稳定的，而这类依靠破碎加工处理使颗粒尺寸减小而获得可塑性的材料，其可塑性指数在加工处理过程中是可变的，例如某种煤矸石在试验室中全部粉碎到0.9mm以下时，按照土工试验方法，对其可塑性指数进行测定，可塑性指数仅为7.2，但是加入40%的过火矸石后（基本上无可塑性），其混合料经加水搅拌、陈化、细碎对辊机碾练、真空挤出机挤出后，其成型后小试样的可塑性指数竟达到了10.5；又如某地的页岩，在试验室中全部粉碎至0.9mm以下时，按土工试验方法测得的可塑性指数为8.4，但是加入40%（质量比）的粉煤灰后，经加水搅拌、陈化，细碎对辊机碾练、真空挤出机挤出后的小试样的可塑性指数竞达到了9.5。按照土工试验方法经过再验证试验后仍是如此，这就充分说明了目前砖瓦行业沿用的土工试验方法不能正确地反映出煤矸石、页岩这类原材料在加工、处理、成型中物料的特性。为了进一步证明页岩（或煤矸石）这类原材料依靠颗粒尺寸减小而获得塑性的事实，在试验室中选取石家庄附近某地的中硬质页岩，将其分为两组进行粉碎。一组为全部通过0.9mm筛；另一组为全部通过0.5mm筛。而这一同样矿物组成的页岩，仅因粒度不同，其可塑性指数的差异就很大，一为4.8(0.9mm)，一为8.9(0.5mm)。为进一步验证这种现象，又将这两组分别粉碎的页岩原材料按不同比例掺合在一起，测定其可塑性指数、干燥线收缩率和干燥敏感性系数，测定结果如表2-19所示。

 ▲表2-19 同一半硬质页岩不同粒度的混合料的物理性能   

从表2-19中可明显看出，随着混合料中0.5mm以下颗粒组分的增加，混合料的可塑性指数、干燥敏感性系数及干燥线性收缩率均有增大的趋势。这就充分说明了用土工试验方法不能够完全对页岩、煤矸石等依靠颗粒尺寸减小而获得塑性的原材料的性质进行正确的评价。

从以上分析说明，可塑性的高低，与黏土矿物颗粒尺寸的关系极大，例如，假设某种黏土中所含的黏土矿物种类和总量与某种页岩所含的黏土矿物的种类和总量完全相同的情况下，由于黏土中黏土矿物颗粒分散得很均匀，而且很细小，用土工试验方法测得的可塑性指数就要高出页岩很多。如果将页岩充分地粉碎，使页岩中的黏土矿物达到像黏土中所含黏土矿物颗粒的细分散状态，有可能用土工试验方法测得的可塑性指数会与黏土的相同。但是实际生产中是无法做到的，从而使得煤矸石、页岩这样的原材料，在生产加工、处理过程中，可塑性的波动很大。另外，因这类依靠颗粒尺寸减小而获得塑性的材料，在生产过程中，要经破碎、加水搅拌、陈化、碾练、抽真空处理等过程，每经过一道工序，其颗粒尺寸都在减小，或因水的作用而颗粒疏解，其可塑性会得到逐步提高。因而，对这类原材料可塑性的测定，应在挤出机出口处取样测定其可塑性，或是采用其他表述方法。

传统的阿氏塑性指数测定方法，在一定程度上掩盖了含高比例蒙脱石页岩（煤矸石）材料的危害性。如有的厂家技术人员就非常迷茫——自己的页岩原材料的可塑性指数并不是太高，但是坯体的裂纹却非常多，无法解释这种现象。其实，单凭阿氏可塑性指数从根本上就不能够完全反映出含蒙脱石页岩原材料的工艺性能。

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