Керамика = глина — Центр знаний — stroyvolga.ru

Глина

Для изготовления керамики необходима глина. Глина бывает белая, красная, голубая, черная, зеленая, розовая и желтая. Голубая глина используется в косметологии, особенно хороши из голубой глины маски для лица и волос. Черная глина также широко используется в косметологии, особенно она славится своими антицеллюлитными свойствами. Существует еще огнеупорный вид глины- шамотная. Раньше для обжига керамики использовали печи из шамотного кирпича (кирпич из шамотной глины), но теперь с приходом новых более эффективных огнеупорных теплоизоляционных материалов шамотный кирпич практически перестал использоваться. Также шамотная глина может применяться как материал для декорирования керамических изделий. Для лепки же используется в основном белая и красная глины. Где же купить глину для лепки? Или как сделать глину? Обычная глина, взятая где-нибудь на даче, не подойдет. Глина должна обладать определенными свойствами, такими как пластичность, минимальная степень усадки при сушке и обжиге, и другими. Кроме того, в природную глину добавляются различные ингредиенты, состав и количество которых рассчитывает опытный технолог. Глина для лепки получается путем смешивания природной глины с различными отощителями. Вид отощителя и пропорции ингредиентов определяет технолог. В противном случае изделие в процессе сушки и обжига может дать трещины или вовсе рассыпаться. Затем по его рецептуре все части перемалываются в сухом виде, добавляется вода, и замешивается «тесто» на специальной машине — вальцах. Так как это требует определенных технологических, а порой и экспериментальных знаний, а также специальное оборудование, то изготовление глины для лепки самостоятельно становится затруднительным. Гораздо проще ее приобрести в готовом виде.
К тому же материалы, применяемые для изготовления художественных керамических изделий, должны удовлетворять требованиям действующей нормативной документации, не должны выделять вредных веществ. Глина должна быть разрешена для применения изготовления художественных керамических изделий Госсанэпиднадзором (разрешение на разработку карьера). Проводятся исследования образцов глины на определение микроколичеств хлорорганических пестицидов, солей тяжелых металлов, уровень естественных радионуклеидов. После чего на основании результатов исследования, если образцы не превышают уровень предельно допустимой концентрации этих веществ, то выдается разрешение на разработку карьера.

 

Керамика: основные виды и их различия

Керамика – это изделия из глины или глиняных смесей, которые обжигают в печи при различных температурах. Они делятся на два типа – глазированные и неглазированные.

Неглазированная керамика

Это наиболее древний вид обработанной глины.

Глина, виды глины

К ней относится гончарная керамика, а также терракота – обожжённая глина, не покрытая глазурью. Раньше из терракоты делали бусы, скульптуры, рельефы. Сейчас этот материал используют для производства цветочных горшков, декоративной плитки и ряда других изделий.

Из гончарной керамики делают посуду, которая пользуется спросом и высоко ценится до сих пор.

При её производстве требуется дополнительная обработка:

• лощение (уплотнение наружного слоя глины каким-нибудь гладким предметом до появления блеска)
• морение (выдерживание в течение долгого времени в дыму остывающей печи);
• запарка (после обжига горячее изделие погружают в мучной раствор).

Глазурное украшение

Принцип производства глазированных и неглазированных гончарных изделий одинаков, но первые после обжига покрывают слоем глазури и снова обжигают. Часто перед тем, как покрывать эти предметы глазурью, их ещё и декорируют.

К этому типу относятся:

• майолика;
• фаянс;
• фарфор;
• шамот.

Майолика – это самый близкий глазированный аналог гончарной керамики. Майоликовые предметы массивные, с текучим силуэтом. Их покрывают цветными глазурями, что создаёт яркий контраст с подглазурным рисунком. Майолику производят из красной глины с крупнопористой фактурой.

Фаянс производят из белой пористой глины. Фаянсовые предметы не отличаются прочностью, стенки их толстые и непрозрачные. Фаянс чаще всего применяют для производства недорогой посуды и различных сувениров.

Фарфор изготовляется при очень высокой температуре – около 1,5 тысяч градусов. Особые технологии позволяют добиться тонкости, прозрачности и высокой прочности. Такие керамические изделия ценятся очень высоко.

Шамот производится из керамического боя и глиняной массы. Изделия из шамота отличаются тем, что на их поверхности глазурь растекается пятнами. Шамот характеризуется прочностью, долговечностью и стойкостью к внешним воздействиям.

Горшки керамические в ассортименте сегодня предлагают многие фирмы, но у нас вы найдёте не только большой выбор красивых изделий, а и очень привлекательные цены.

Пластичность — свойство глины во влажном состоянии принимать под влиянием внешнего воздействия желаемую форму без образования разрывов и трещин и сохранять полученную форму после прекращения действия усилий. Пластичность обусловлена образованием тонких слоев воды между пластинчатыми частицами глины, способствующих набуханию глины и скольжению частиц друг относительно друга без потери связности. Степень пластичности зависит от гранулометрического, минерального состава глин, формы частиц, содержания примесей и количества воды. Чем большн в глине содержание мельчайших частиц (менее 0,005 мм), тем она пластичнее. Пластичность характеризуется числом пластичности Пл (разность влажностей, соответствующих пределу текучести глины и пределу раскатывания глиняного жгута). Для производства хороши умеренно пластичные глины (Пл = 7-15%). Малопластичные глины (тощие) с Пл<7% плохо формуются, а средне — (Пл =15-25%) и высокопластичные (Пл>25%) глины дают большую усадку при сушке, растрескиваются и требуют отощения.

Связность (связующая способность глины) — способность глиняного теста связывать зерна непластичных материалов (песка, шамота и др.), а также образовывать при высыхании достаточно прочное изделие – сырец. Характеризуется степенью связности – усилием, необходимым для разъединения частиц глины.

Воздушная усадка — уменьшение размеров и объема сырца при его сушке за счет испарения свободной воды; она колеблется от 2 до 12% и может быть уменьшена введением отощителей и поверхностно-активных веществ, сокращающих формовочную влажность глин.

Огневая усадка — изменение размеров и объема изделий в процессе обжига, обусловленное расплавлением легкоплавких составляющих глин и сближением частиц глины между собой; она составляет от 2 до 8 % и тем выше, чем больше температура обжига. Полная усадка равна сумме воздушной и огневой.

Огнеупорность — свойство глин (и изделий из них) выдерживать воздействие высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По огнеупорности различают огнеупорные (не ниже 1580⁰С), тугоплавкие (1350-1580⁰С) и легкоплавкие (ниже 1350⁰С) глины.

Спекаемость — свойство уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок. Интервал между температурой начала спекания и температурой, при которой появляются первые признаки пережога, называется интервалом спекания. Чем он больше, тем легче управлять процессом обжига, тем меньше опасность деформаций изделий.

В процессе высокотемпературного обжига глина претерпевает глубокие физико-механические изменения.

Как делают керамику. Керамика. Технология изготовления керамики в домашних условиях.

Сначала испаряется свободная вода (до 200⁰С), затем выгорают органические примеси (300-400⁰С). При температуре 500-600⁰С удаляется химически связанная вода из глинистых минералов, так из каолинита образуется безводный метакаолинит Al₂O₃.2SiO₂, который при 700-800⁰С разлагается на отдельные оксиды (образуется так называемый твердый раствор). С повышением температуры до 900⁰С и выше оксиды SiO₂ и Al₂O₃ вновь соединяются, но в других соотношениях, образуя новый искусственный минерал муллит 3Al₂O₃.2SiO₂. Муллит придает обожженному керамическому черепку водостойкость, прочность, термическую стойкость. С его образованием глина необратимо переходит в камневидное состояние. Вместе с образованием муллита переходят в расплав легкоплавкие составляющие глины, которые скрепляют кристаллы муллита, цементируют и упрочняют материал.

Обжиг кирпича и других пористых изделий обычно заканчивается при температуре 950-1050⁰С. Дальнейшее повышение температуры ведет к появлению пережога («железняк»), характеризующегося повышенной плотностью изделий, темным фиолетово-бурым цветом, иногда оплавленной поверхностью и деформированием изделий. Соответственно недожог характеризуется незавершенностью процессов обжига, пониженной прочностью, водо- и морозостойкостью; изделия имеют алый оттенок.

Природные глины в чистом виде применяются редко, чаще — в смеси с добавками различного назначения:

— отощающие добавки — шамот, дегидратированная глина, шлаки, золы, кварцевый песок; вводятся для понижения пластичности и уменьшения усадки глины при сушке и обжиге;

— порообразующие добавки вводятся для повышения пористости и уменьшения теплопроводности керамического черепка. По механизму порообразования добавки делятся на диссоциирующие с выделением газа — молотые мел, доломит и выгорающие — древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль;

— пластифицирующие добавки — высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества; вводятся в тощие глины и повышают пластичность сырьевой смеси;

— плавни — полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк и др.; понижают температуру спекания глин.

Для улучшения внешнего вида, а также повышения стойкости к внешним воздействиям изделия покрывают декоративным слоем — глазурью или ангобом. Глазурь — стекловидное покрытие различного цвета, прозрачное или непрозрачное (глухое). Сырьевую смесь в виде порошка или суспензии из кварцевого песка, каолина, полевого шпата, солей щелочных и щелочноземельных металлов наносят на изделие и закрепляют обжигом.

Ангоб — тонкий слой беложгущейся или цветной глины, наносимый тонким слоем на поверхность еще необожженного изделия. При обжиге образуется цветное покрытие с матовой поверхностью.

ГЛИНА — ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ

 

Для производства строительной керамики применяют глины как относительно пластичный компонент и добавочные вещества — не­пластичные компоненты сырьевой смеси. Глина является главным структурообразующим веществом, создающим при обжиге изделий микро- и макроструктуру керамического конгломерата в виде раз­личных изделий. Добавочные вещества вводят в глину (смеси) с це­лью повышения или снижения ее пластичности, что важно при фор­мовании изделий; для увеличения пористости легких керамических изделий (порообразующие добавки); для снижения температуры об­жига изделий (легкоплавкие добавки, или плавни).

Глины (см. гл. 8) состоят из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) частиц глинистых минералов, образовавшихся главным образом в процессах химического выветривания магматических и некоторых других пород. Пригодность глин для производства керамических изделий оценивается их химическим и минеральным составами и свойствами.

Химический состав глин характеризуют обычно содержанием оксидов (в процентах по массе). Главными и обязательными оксида­ми, составляющими различные глины, являются кремнезем SiO₂ (от 40 до 70%) и глинозем Al₂O₃ (от 15 до 35%). Постоянными ком­понентами глин являются также K₂О и Na₂O (вместе 1—15%), хими­чески связанная H₂О (около 5—15%).

Часто присутствует Fe₂О₃ (0—7%). Встречаются в глинах и дру­гие соединения, например TiO₂, MgO, карбонаты Са и Mg, органи­ческие примеси. В каолинитовых глинах содержание глинозема и кремнезема почти одинаково, тогда как в монтмориллонитовых и магнезиальных возрастает количество кремнезема за счет снижения содержания глинозема. Резкое возрастание кремнезема обычно обу­словливается присутствием песчаной примеси в глинах. С увеличе­нием содержания Al₂O₃ повышаются пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания кремнезема пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обо­жженных изделий.

Все о глине

Присутствие оксидов железа (и закиси) тонкодис­персных карбонатов CaСО₃ и MgСО₃ снижает огнеупорность глин, увеличивая усадку изделий. Наличие в глине щелочей ухудшает формуемость изделий, понижает огнеупорность и вызывает появле­ние белых выцветов на изделиях.

Свойства глин имеют в керамическом производстве важное зна­чение. Из физических свойств следует учитывать их пластичность, связующую способность, водопоглощаемость, воздушную и огне­вую усадки, огнеупорность, способность ионного обмена с окружа­ющей средой и др.

Пластичность — способность влажной глины под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после устранения давления. Ее можно увеличить вылеживанием глин на воздухе и снизить нагреванием (агрегированием тончайших частиц) или введением добавок, например кремнезема. К наиболее пластич­ным относятся монтмориллонитовые, а к наименее пластичным — каолинитовые глины. С увеличением частиц размером меньше 0,001 мм пластичность глин возрастает.

Связующая способность глин выражается в том, что уплотнен­ная влажная глина после высыхания не рассыпается, а сохраняет по­лученную форму, например изделия-сырца, для последующего обжига. Эта способность выражается также в том, что глина связывает зерна непластичных материалов, например песка или других мине­ральных крупных включений.

Водопоглощаемость некоторых глин достигает больших коли­честв, причем вода проникает не только по трещинам и капиллярам, но и между слоями в кристаллической решетке некоторых минера­лов, раздвигая их с эффектом набухания глины до 40% и более.

Воздушная и огневая усадки отражают способность глин умень­шать объем при высыхании на воздухе или при обжиге. Большая усадка может нередко сопровождаться образованием трещин, если глину не «отощить», т. е. не добавить в нее кремнезем. Высокоплас­тичные глины при высыхании дают до 10—15% воздушной усадки. При обжиге часть наиболее легкоплавких компонентов глины рас­плавляется, заполняя поры расплавом. Это приводит к сближению частиц и эффекту огневой усадки. Сумма воздушной и огневой уса­док (полная усадка) колеблется до 18%.

Огнеупорность — важнейшее свойство глин выдерживать высо­кую температуру, не расплавляясь и не деформируясь.

Другой, более низкой является температура спекания глины, когда возникает заполнение пор расплавом, но без деформации из­делия, а только с его уплотнением. Полностью спекшийся глиняный черепок имеет водопоглощаемость 2—5%. При нагревании выше температуры спекания количество расплава возрастает сверх объема пор и тогда наступает деформирование изделий с постепенным расплавлением всей массы. Интервал между температурами спека­ния и началом деформирования (оплавления) глины называется ин­тервалом спекания (иногда — густоплавкостью). Чем больше этот интервал, тем спокойнее протекает обжиг и меньше опасность де­формирования изделий при обжиге. Для получения плотного череп­ка необходимо, чтобы интервал спекания был не менее 100°С, для пористого — не менее 40—50°С. Огнеупорность зависит от химиче­ского и минерального составов глин. Присутствие каолинита всегда повышает степень огнеупорности, а даже небольшое количество в глине минералов — плавней — понижает температуру плавления.

Химический состав оказывает влияние на температуру плавле­ния глин. Температура плавления оксидов сравнительно высока: SiO₂ — 1710°С, Al₂O₃ — 2050°С, MgO — 2800°С, Fe₂O₃ — 1548°С, FeO — 1380°С, TiO₃ — 1700°С и т. д. В глинах, однако, практически мало имеется химически чистых оксидов. Они находятся в химиче­ских соединениях в виде минералов, а при повышенных температу­рах создают, кроме того, эвтектические смеси, которые значительно снижают температуру плавления глинистых масс.

Способность ионного обмена с окружающей средой относится к важному свойству глин. Особенно легко замещаются катионы Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, и анионы SO₄^2-, Cl^—, РО₄^3-, NO₃^1-. Следует от­метить, что тенденцией к ионному обмену обладают практически все минералы, если они переведены в тонкодисперсное состояние, так как на обломанных краях кристалликов заряды некоторых эле­ментов становятся незамещенными. Возникают и неуравновешен­ные свободные заряды, например при замене А1³⁺ на Si⁴⁺ или Mg²⁺ на А1³⁺, что также способствует ионному обмену. Замена катиона на другой приводит к изменению свойств глин — пластичности, водо­проницаемости, густоплавкости и др.

Характерным свойством глин является их способность при об­жиге превращаться в каменный материал.

Среди непластичных материалов, используемых в керамическом производстве в качестве добавок, — отощающие, выгорающие и плавни. К отощающим добавкам относятся кварцевые пески, пыле­видный кварц (маршаллит), кремень, шамот (обожженная глина и затем измельченная в порошок), золы ТЭС и др. К выгорающим до­бавкам относятся древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и др., которые создают пористость после их выгорания при обжиге изделий и могут выполнять функ­ции отощающей добавки (снижать пластичность). К плавням (флю­сам) относят материалы, которые в процессе обжига взаимодейству­ют с глинистым веществом с образованием более легкоплавких соединений, чем чистое глинистое вещество. Среди них — полевые шпаты, пегматит, мел, доломит, руды с содержанием оксидов железа и др. Иногда в глину вводят специальные добавки, например с целью повышения кислотостойкости — песчаные смеси, затворен­ные жидким стеклом, для окрашивания изделий — оксиды метал­лов, для улучшения качества кирпича — пирофосфаты и полифосфаты натрия, для вспучивания — кокс и др.

Предыдущая123124125126127128129130131132133134135136137138Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

ГЛИНА — ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ

 

Для производства строительной керамики применяют глины как относительно пластичный компонент и добавочные вещества — не­пластичные компоненты сырьевой смеси. Глина является главным структурообразующим веществом, создающим при обжиге изделий микро- и макроструктуру керамического конгломерата в виде раз­личных изделий. Добавочные вещества вводят в глину (смеси) с це­лью повышения или снижения ее пластичности, что важно при фор­мовании изделий; для увеличения пористости легких керамических изделий (порообразующие добавки); для снижения температуры об­жига изделий (легкоплавкие добавки, или плавни).

Глины (см. гл. 8) состоят из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) частиц глинистых минералов, образовавшихся главным образом в процессах химического выветривания магматических и некоторых других пород. Пригодность глин для производства керамических изделий оценивается их химическим и минеральным составами и свойствами.

Химический состав глин характеризуют обычно содержанием оксидов (в процентах по массе). Главными и обязательными оксида­ми, составляющими различные глины, являются кремнезем SiO₂ (от 40 до 70%) и глинозем Al₂O₃ (от 15 до 35%). Постоянными ком­понентами глин являются также K₂О и Na₂O (вместе 1—15%), хими­чески связанная H₂О (около 5—15%).

Часто присутствует Fe₂О₃ (0—7%). Встречаются в глинах и дру­гие соединения, например TiO₂, MgO, карбонаты Са и Mg, органи­ческие примеси. В каолинитовых глинах содержание глинозема и кремнезема почти одинаково, тогда как в монтмориллонитовых и магнезиальных возрастает количество кремнезема за счет снижения содержания глинозема. Резкое возрастание кремнезема обычно обу­словливается присутствием песчаной примеси в глинах.

Где взять глину

С увеличе­нием содержания Al₂O₃ повышаются пластичность и огнеупорность глин, а с повышением содержания кремнезема пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обо­жженных изделий. Присутствие оксидов железа (и закиси) тонкодис­персных карбонатов CaСО₃ и MgСО₃ снижает огнеупорность глин, увеличивая усадку изделий. Наличие в глине щелочей ухудшает формуемость изделий, понижает огнеупорность и вызывает появле­ние белых выцветов на изделиях.

Свойства глин имеют в керамическом производстве важное зна­чение. Из физических свойств следует учитывать их пластичность, связующую способность, водопоглощаемость, воздушную и огне­вую усадки, огнеупорность, способность ионного обмена с окружа­ющей средой и др.

Пластичность — способность влажной глины под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после устранения давления. Ее можно увеличить вылеживанием глин на воздухе и снизить нагреванием (агрегированием тончайших частиц) или введением добавок, например кремнезема. К наиболее пластич­ным относятся монтмориллонитовые, а к наименее пластичным — каолинитовые глины. С увеличением частиц размером меньше 0,001 мм пластичность глин возрастает.

Связующая способность глин выражается в том, что уплотнен­ная влажная глина после высыхания не рассыпается, а сохраняет по­лученную форму, например изделия-сырца, для последующего обжига. Эта способность выражается также в том, что глина связывает зерна непластичных материалов, например песка или других мине­ральных крупных включений.

Водопоглощаемость некоторых глин достигает больших коли­честв, причем вода проникает не только по трещинам и капиллярам, но и между слоями в кристаллической решетке некоторых минера­лов, раздвигая их с эффектом набухания глины до 40% и более.

Воздушная и огневая усадки отражают способность глин умень­шать объем при высыхании на воздухе или при обжиге. Большая усадка может нередко сопровождаться образованием трещин, если глину не «отощить», т. е. не добавить в нее кремнезем. Высокоплас­тичные глины при высыхании дают до 10—15% воздушной усадки. При обжиге часть наиболее легкоплавких компонентов глины рас­плавляется, заполняя поры расплавом. Это приводит к сближению частиц и эффекту огневой усадки. Сумма воздушной и огневой уса­док (полная усадка) колеблется до 18%.

Огнеупорность — важнейшее свойство глин выдерживать высо­кую температуру, не расплавляясь и не деформируясь.

Другой, более низкой является температура спекания глины, когда возникает заполнение пор расплавом, но без деформации из­делия, а только с его уплотнением. Полностью спекшийся глиняный черепок имеет водопоглощаемость 2—5%. При нагревании выше температуры спекания количество расплава возрастает сверх объема пор и тогда наступает деформирование изделий с постепенным расплавлением всей массы. Интервал между температурами спека­ния и началом деформирования (оплавления) глины называется ин­тервалом спекания (иногда — густоплавкостью). Чем больше этот интервал, тем спокойнее протекает обжиг и меньше опасность де­формирования изделий при обжиге. Для получения плотного череп­ка необходимо, чтобы интервал спекания был не менее 100°С, для пористого — не менее 40—50°С. Огнеупорность зависит от химиче­ского и минерального составов глин. Присутствие каолинита всегда повышает степень огнеупорности, а даже небольшое количество в глине минералов — плавней — понижает температуру плавления.

Химический состав оказывает влияние на температуру плавле­ния глин. Температура плавления оксидов сравнительно высока: SiO₂ — 1710°С, Al₂O₃ — 2050°С, MgO — 2800°С, Fe₂O₃ — 1548°С, FeO — 1380°С, TiO₃ — 1700°С и т. д. В глинах, однако, практически мало имеется химически чистых оксидов. Они находятся в химиче­ских соединениях в виде минералов, а при повышенных температу­рах создают, кроме того, эвтектические смеси, которые значительно снижают температуру плавления глинистых масс.

Способность ионного обмена с окружающей средой относится к важному свойству глин. Особенно легко замещаются катионы Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, и анионы SO₄^2-, Cl^—, РО₄^3-, NO₃^1-. Следует от­метить, что тенденцией к ионному обмену обладают практически все минералы, если они переведены в тонкодисперсное состояние, так как на обломанных краях кристалликов заряды некоторых эле­ментов становятся незамещенными. Возникают и неуравновешен­ные свободные заряды, например при замене А1³⁺ на Si⁴⁺ или Mg²⁺ на А1³⁺, что также способствует ионному обмену.

Замена катиона на другой приводит к изменению свойств глин — пластичности, водо­проницаемости, густоплавкости и др.

Характерным свойством глин является их способность при об­жиге превращаться в каменный материал.

Среди непластичных материалов, используемых в керамическом производстве в качестве добавок, — отощающие, выгорающие и плавни. К отощающим добавкам относятся кварцевые пески, пыле­видный кварц (маршаллит), кремень, шамот (обожженная глина и затем измельченная в порошок), золы ТЭС и др. К выгорающим до­бавкам относятся древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и др., которые создают пористость после их выгорания при обжиге изделий и могут выполнять функ­ции отощающей добавки (снижать пластичность). К плавням (флю­сам) относят материалы, которые в процессе обжига взаимодейству­ют с глинистым веществом с образованием более легкоплавких соединений, чем чистое глинистое вещество. Среди них — полевые шпаты, пегматит, мел, доломит, руды с содержанием оксидов железа и др. Иногда в глину вводят специальные добавки, например с целью повышения кислотостойкости — песчаные смеси, затворен­ные жидким стеклом, для окрашивания изделий — оксиды метал­лов, для улучшения качества кирпича — пирофосфаты и полифосфаты натрия, для вспучивания — кокс и др.

Предыдущая123124125126127128129130131132133134135136137138Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Глина (англ. Clay) — тонкозернистая осадочнаягорная порода, кусковатая или пылевидная в сухом состоянии и приобретающая пластичность либо раскисающая при увлажнении.

Состав

Глина состоит из одного или нескольких глинистых минералов — иллита, каолинита, монтмориллонита, хлорита, галлуазита, или других слоистых алюмосиликатов, но может содержать также песчаные и карбонатные частицы в качестве примесей. Глинозём (Al₂O₃) и кремнезём (SiO₂) составляют основу состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм.; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как алеврит. Цвет глин разнообразен и обусловлен гл. образом окрашивающими их примесями минералов-хромофоров или органических соединений. Большинство чистых глин — серого или белого цвета, но обычны и глины красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и чёрного цветов.

Происхождение

Глина — вторичный продукт, образующийся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Основным источником глинистых пластов служат полевые шпаты, при разрушении которых под воздействием атмосферных агентов образуются силикаты группы глинистых минералов. Некоторые глины образуются в процессе местного накопления этих минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей.

В целом по происхождению и составу все глины подразделяются на:

• Глины осадочные, образовавщиеся в результате переноса в другое место и отложения там глинистых и других продуктов коры выветривания. По происхождению осадочные глины делятся на морские глины, отложившиеся на дне моря, и континентальные глины, образовавшиеся на материке.
  • Среди морских глин различают:
    • Прибрежно-морские — образуются в береговых зонах (зонах взмучивания) морей, незамкнутых заливах, дельтах рек. Характеризуются часто неотсортированностью материала. Быстро переходят в песчанистые и грубозернистые разновидности. Замещаются песчаными и карбонатными отложениями по простиранию Такие глины обычно переслаиваются с песчаниками, алевролитами, пластами угля и карбонатными породамм.
    • Лагунные — образуются в морских лагунах, полузамкнутых с повышенной концентрацией солей или опресненных. В первом случае глины неоднородны по гранулометрическому составу, недостаточно отсортированы и ветречаются совместно с гипсом или солями. Глины опреснённых лагун обычно тонкодисперсные, тонкослоистые, содержат включения кальцита, сидерита, сульфидов железа и др. Среди этих глин встречаются огнеупорные разновидности.

      Керамика. Подотовка глины для керамических изделий.

    • Шельфовые — образуются на глубине до 200 м. при отсутствии течений. Характеризуются однродным гранулометрическим составом, большой мощностью (до 100 м. и более). Распространены на большой площади.
  • Среди континентальных глин выделяют:
    • Делювиальные — характеризуются смешанным гранулометрическим составом, резкой его изменчивостью и неправильной слоистостью (иногда отсутствует).
    • Озёрные, б. ч. с однородным гранулометрическим составом и тонкодисперсные. В таких глинах присутствуют все глинистые минералы, но каолинит и гидрослюды, а также минералы водных окислов Fе и Аl преобладают в глинах пресных озёр, а минералы монтмориллонитовой группы и карбонаты — в глинах соляных озёр. К озёрным глинам принадлежит лучшие разновидности огнеупорных глин.
    • Пролювиальные, образованные временными потоками. Характеризуются очень плохой сортировкой.
    • Речные — развиты в речных террасах, особенно в пойме. Обычно плохо отсортированы. Быстро переходят в пески и галечники, чаще всего неслоистые.
• Глины остаточные — глины, возникающие в результате выветривания различных горных пород на суше, и в море в результате изменения лав, их пеплов и туфов. Вниз по разрезу остаточные глины постепенно переходят в материнские породы. Гранулометрический состав остаточных глин изменчив — от тонкодисперсных разновидностей в верхней части залежи до неравномернозернистых — в нижней. Остаточные глины, образовавшиеся из кислых массивных пород, не пластичны или мало пластичны; более пластичны глины, возникшие при разрушении осадочных глинистых пород. К континентальным остаточным глинам относятся каолины и др. элювиальные глины. В России широко распространены, кроме современных, древние остаточные глины — на Урале, в Зап. и Вост. Сибири, (их много также на Украине), — имеющие большое практическое значение. В упомянутых районах на основных породах возникают глины преимущественно монтмориллонитовые, нонтронитовые и др., на средних и кислых — каолины и гидрослюдистые глины. Морские остаточные глины образуют группу глин отбеливающих, сложенных минералами монтмориллонитовой группы.

Практическое использование

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнческих изделий), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стойматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Производимый из керамзитовых глин путём отжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов (керамзитобетон, керамзитобетонные блоки, стеновые панели и др.) и как тепло- и звукоизоляционный материал. Это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок. В зависимости от режима обработки глины получается керамзит различной насыпной плотности (объемного веса) — от 200 до 400 кг/м³ и выше. Керамзит обладает высокими тепло- и шумо-изоляционными свойствами и используется преимущественно как пористый заполнитель для лёгких бетонов, не имеющий серьёзной альтернативы. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Жилье, возводимое из сборного керамзитобетона, дёшево, качественно и доступно. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

---

Литература

• Горькова И.М., Коробанова И.Г., Окнина Н.А. и др. Природа прочности и деформационные особенности глинистых пород в зависимости от условий формирования и увлажнения. — Тр. Лабор. гидрогеол. пробл., 1961, вып. 29

См. также: