Bazı kil minerallerinin ve kil bazlı seramiklerin kuruma davranışlarının incelenmesi

Abstract

IV BAZI KIL MİNERALLERİNİN VE KIL BAZLI SERAMİKLERİN KURUMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Gülcan CARAN Seramik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi. 2003 Tez Danışmanı: Doç. Dr. İskender IŞIK ÖZET Bu araştırmada; nisbeten saf kaolen, halloysit, illit, bentonit ve marn içerikli hammadde örnekleri alınıp karakterizasyonları yapılarak, bu örneklerin 40°C, 70°C ve 105°C'deki; dolgu malzemesi olarak marn ve kaolene %20 şamot; halloysit' e %20 şamot, % 5 kuvars ve %5 kum ilave edilerek hazırlanan örneklerin de 80°C'deki ağırlık kaybı ve kuruma küçülmelerinin zamana bağlı değişimleri, kuruma davranışları incelenmiştir. Kurutuculardaki hava akımının kuruma davranışına etkilerini gözlemek amacıyla aynı hammaddelerden silindirik örnekler hazırlanmıştır. Dairesel iki yüzeyi izolasyonsuz örnekler 24 saat etüvde; dairesel tek yüzeyi izolasyonsuz örnekler 7,5 V ve 12V vantilatörle 4 saat ve 5 saat kurutulup ikişer cm dilimlenerek izolasyonsuz halde tekrar kurutulmuş ve her 2 cm'deki nem kaybı tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre 40°C'de ağırlık kaybı ve kuruma küçülmesi tüm hammaddelerde doğrusal olarak değiştiğinden hız hesabı yapılamamıştır. Bentonitli örnekler 70°C'de 1,5 saat; 105°C'de 0,5 saat kurutma sonrası çatlamış ve küçülme hızları hesaplanamamıştır. Halloysitli örneklerde, üç sıcaklıkta da çatlaklar oluşmuş; fakat bu çatlaklar ince ve küçük olduğu için küçülme hızları tespit edilebilmiştir. 70°C'de ağırlık kaybı hızı çoktan aza doğru bentonit, kaolen, halloysit, illit ve marnda; küçülme hızı ise çoktan aza doğru kaolen, halloysit, illit ve marnda gerçekleşmiş; ağırlık kaybı hızı, küçülme hızı ve deformasyon bir birine paralel değişmiştir. Sıcaklığın 10°C artışıyla ve dolgu malzemesi ilavesiyle, daha gevşek bir yapıya sahip olan marn, kaolen, ve halloysitli örneklerin ağırlık kaybı ve küçülme hızları artmıştır. 105 °C'de ağırlık kaybı hızı çoktan aza doğru halloysit, bentonit, kaolen, illit, marnda; küçülme hızı halloysit, illit, marn ve kaolende; deformasyon ise en düşük kaolen ve marnda gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağırlık kaybı hızı, bentonit, halloysit, illit, kaolen, kuruma hassasiyeti, kurutma rejimi, küçülme hm, marn, seramik

THE INVESTIGATION OF DRYING BEHAVIOUR OF SOME CLAY MINERALS AND CLAY BASED CERAMICS Gülcan CARAN Ceramics Engineering-Master Thesis, 2003 Supervisor: Assoc. Prof.Dr. İskender IŞIK SUMMARY In this investigation, the characterization of clay samples such as relatively pure kaolin, halloysite, illite, bentonite, marl was done. Moisture content and drying behaviour of the samples were studied at 40°C, 70°C, and 105°C. Same studies as above were performed at 80°C for the patties which were prepared by 20% chammotte added to marl and kaolin, and 20% chammotte, 5% quartz, 5% sand added to halloysite. In order to observe the affect of air circulation on drying behaviour within the dryer, cylindrical clay specimen were prepared from the same samples. The affect of air circulation on drying behaviour in an oven for two circle sides non-isolated cylindrical samples for 24h and for one circle side non-isolated sample for 4h to 5h dried by vantilatör aided were carried out to determine moisture content differences. Later on, the samples were cut 2 cm thick and they were dried without isolation to calculate moisture content of each sample separetely. On the basis of the calculated results at 40°C, moisture content and drying shrinkages of the all raw materials were linear changed; therefore, speed calculation has not been done. Bentonite bearing specimen were cracked after being dried at 70°C for l,5h and at 105°C for 0,5h. Thus, the rate of drying shrinkages of the bentonite bearing specimen could not be calculated. In halloysite samples, cracks were occurred in each sample at three different drying temperatures. However, drying rates of the samples were calculated since the drying cracks were thin and small. The drying rate of samples at 70°C in decreasing order has been bentonite, kaolin, halloysite, illite, and marl. The drying shrinkage of the samples at 70°C in decreasing order has been kaolin, halloysite, illite, and marl. With 10°C temperature decreasing and grog addition in to the samples, marl, kaolin and halloysite bearing samples, which are relatively poorly comolidated, display increasing rate in moisture content and drying shrinkages. The drying rate of the samples at 105°C in decreasing order has been halloysite, bentonite, kaolin, illite and marl. The drying shrinkages of the samples at 105°C in decreasing order has been halloysite, illite, marl and kaolin. Minimum deformation has been observed in kaolin and marl. The Key Words: Bentonite, ceramic, drying shrinkage, halloysite, illite, kaolin, marl, moisture content