Все про глину.

  1. Мінерали, що містяться в глинах:
  2. Види глин.
  3. Практичне використання глини.
  4. Гончарне виробництво.
  5. Технічна кераміка.

Глина - це дрібнозернистий осадова гірська порода, пилоподібна в сухому стані, пластична при зволоженні.

Походження глини.

Глина - вторинний продукт, що утворюється в результаті руйнування скельних порід в процесі вивітрювання. Основним джерелом глинистих пластів служать польові шпати, при руйнуванні яких під впливом атмосферних агентів утворюються силікати групи глинистих мінералів. Деякі глини утворюються в процесі місцевого накопичення цих мінералів, але більшість з них представляють собою наноси водних потоків, які скупчуються на дні озер і морів.

В цілому за походженням і складом все глини підрозділяються на:

- глини осадові, образовавщіеся в результаті перенесення в інше місце і відкладення там глинистих та інших продуктів кори вивітрювання. За походженням осадові глини діляться на морські глини, що відклалися на дні моря, і континентальні глини, що утворилися на материку.

Серед морських глин розрізняють:

  • Прибережно-морські - утворюються в берегових зонах (зонах взмучивания) морів, незамкнутих затоках, дельтах річок. Характеризуються часто неотсортірованностью матеріалу. Швидко переходять в піщанисті і грубозернисті різновиди. Заміщаються піщаними і карбонатними відкладеннями по простяганню Такі глини зазвичай перешаровуються з пісковиками, алевролітами, пластами вугілля і карбонатними породамм.
  • Лагунові - утворюються в морських лагунах, напівзамкнутих з підвищеною концентрацією солей або опріснених. У першому випадку глини неоднорідні по гранулометричному складу, недостатньо відсортовані і ветречаются спільно з гіпсом або солями. Глини опріснених лагун зазвичай тонкодисперсні, тонкослоістие, містять включення кальциту, сідеріта, сульфідів заліза та ін. Серед цих глин зустрічаються вогнетривкі різновиди.
  • Шельфові - утворюються на глибині до 200 м. При відсутності течій. Характеризуються однродним гранулометричним складом, великою потужністю (до 100 м. І більше). Поширені на великій площі.

Серед континентальних глин виділяють:

  • Делювіальні - характеризуються змішаним гранулометрическим складом, різкою його мінливістю і неправильної слоистостью (іноді відсутня).
  • Озерні з однорідним гранулометричним складом і тонкодисперсні. У таких глинах присутні всі глинисті мінерали, але каолинит і гідрослюд, а також мінерали водних оксидів Fе і Аl переважають в глинах прісних озер, а мінерали монтмориллонитовій групи і карбонати - в глинах соляних озер. До озерним глинам належить кращі різновиди вогнетривких глин.
  • Пролювіальние, утворені тимчасовими потоками. Характеризуються дуже поганий сортуванням.
  • Річкові - розвинені в річкових терасах, особливо в заплаві. Зазвичай погано відсортовані. Швидко переходять в піски і галечники, найчастіше нешаруваті.

Швидко переходять в піски і галечники, найчастіше нешаруваті

Залишкові - глини, що виникають в результаті вивітрювання різних гірських порід на суші, і в море в результаті зміни лав, їх попелом і туфів. Вниз по розрізу залишкові глини поступово переходять в материнські породи. Гранулометричний склад залишкових глин мінливий - від тонкодисперсних різновидів у верхній частині поклади до нерівномірнозернисті - в нижній. Залишкові глини, що утворилися з кислих масивних порід, які не пластичні або мало пластичні; пластичніші глини, що виникли при руйнуванні осадових глинистих порід. До континентальним залишковим глинам відносяться каоліни та ін. Елювіальний глини. У Російській Федерації широко поширені, крім сучасних, стародавні залишкові глини - на Уралі, в Зап. і Сх. Сибіру, ​​(їх багато також на Україні), - що мають велике практичне значення. У згаданих районах на основних породах виникають глини переважно монтморилонітові, нонтронітовие і ін., На середніх і кислих - каоліни і гідрослюдисті глини. Морські залишкові глини утворюють групу глин відбілюючих, складених мінералами монтмориллонитовій групи. Залишкові - глини, що виникають в результаті вивітрювання різних гірських порід на суші, і в море в результаті зміни лав, їх попелом і туфів

Глина є всюди. Не в сенсі - в кожній квартирі і тарілці борщу, а в будь-якій країні. І якщо алмазів, жовтого металу або чорного золота подекуди не вистачає, то глини вистачає всюди. Що, загалом, не дивно - глина, осадова порода, це камінь, потертий часом і зовнішнім впливом до стану порошку. Остання стадія еволюції каменю. Камінь-пісок-глина. Втім, остання? І пісок може залежатса в камінь - золотистий і м'який піщаник, а глина стати цеглиною. Або людиною. У кого яка удача.

Глину забарвлює камінь-творець і солі заліза, алюмінію і тому подібних корисних копалин, які опинилися поруч. У глині ​​розмножуються, живуть і вмирають різні організми. Так і виходить червона, жовта, блакитна, зелена, рожева та інші кольорові глини.

Раніше глину добували по берегах річок і озер. Або копали спеціально під неї яму. Потім глину виявилося можливим не копати самостійно, а купити у гончара, наприклад. За часів нашого дитинства звичайну, червону глину, викопували самі, а благородну білу купували в магазинах для художників або, особливо чисту, в аптеці. Тепер в найпоганенькій лавці, яка торгує косметикою, неодмінно є глина. Правда, не зовсім в чистому вигляді, а в суміші з різними миючими, зволожуючими і живильними засобами.

Наша земля глиною багата. Пробиті в суглинному грунті дороги і стежки в спеку стають джерелами пилу, а в сльоту - суцільний брудом. Глинистий пил покривав подорожнього з голови до ніг і додавав домашньої роботи господаркам, чий будинок стояв біля дороги. Дивно, але поблизу доріг, одягнених в асфальт, пилу менше не стало. Правда, з рудого він став чорним. Багно, густо замішане на глині, не тільки заважає ходити пішоходу і їздити колесу, але і під настрій не проти проковтнути чобіт або джип.

Глина складається з одного або декількох мінералів групи каолініту (походить від назви місцевості Каолін у Китайській Народній Республіці (КНР)), монтмориллонита або інших шаруватих алюмосилікатів (глинисті мінерали), але може містити і піщані і карбонатні частинки. Як правило породообразующим мінералом в глині ​​є каолініт, його склад: 47% оксиду кремнію (IV) (SiO2), 39% оксиду алюмінію (Al2О3) і 14% води (Н20). Al2O3 і SiO2 - складають значну частину хімічного складу глиностворюючих мінералів.

Діаметр частинок глин менше 0,005 мм; породи, що складаються з більш великих часток, прийнято класифікувати як лес. Більшість глин - сірого кольору, але зустрічаються глини білого, червоного, жовтого, коричневого, синього, зеленого, лілового і навіть чорного кольорів. Забарвлення зумовлене домішками іонів - хромофоров, в основному заліза в валентності 3 (червоний, жовтий колір) або 2 (зелений, синюватий).

Властивості глини.

Суха глина добре поглинає воду, але намокнув, стає водонепроникною. Після перемінанія і перемішування вона набуває властивість приймати різні форми і зберігати їх після висихання. Така властивість називається пластичністю. До того ж глина має зв'язує здатністю: з порошкоподібними твердими тілами (пісок) дає однорідне "тісто", також володіє пластичністю, але вже в меншому ступені. Очевидно, що чим більше в глині ​​домішки піску або води, тим нижче пластичність суміші.

Очевидно, що чим більше в глині ​​домішки піску або води, тим нижче пластичність суміші

За характером глини діляться на "жирні" і "худі".

Глини з високою пластичністю називаються "жирними", так як в замоченому стані дають дотикове відчуття жирного речовини. "Жирна" глина блискуча і слизька на дотик (якщо таку глину взяти на зуби, то вона ковзає), містить мало домішок. Тісто ", приготоване з неї, ніжне. Цегла з такої глини при сушінні і випалі дає тріщини, і щоб уникнути цього до замісу додають так звані" отощающие "речовини: пісок," худу "глину, палений цегла, гончарний бій, деревна тирса і ін.

Глини малопластичні або непластичні називаються "худими". На дотик вони шорсткі, з матовою поверхнею, і при терті пальцем легко кришаться, відокремлюючи землисті пилинки. "Худі" глини містять багато домішки (хрумтять на зубах), при розрізанні ножем не дають стружок. Цегла з "порожньої" глини неміцний і розсипчастим.

Важливою властивістю глини є її ставлення до випалу і взагалі до підвищеної температури: якщо замочена глина на повітрі твердіє, висихає і легко витирається в порошок, не зазнавши при цьому ніяких внутрішніх змін, то при високій температурі відбуваються хімічні процеси і склад речовини змінюється.

При дуже високій температурі глина плавиться. Температура оплавліванія (початку плавлення) характеризує вогнетривкість глини, яка неоднакова для різних її сортів. Рідкісні сорти глини вимагають для випалу колосального спека - до 2000 ° С, важко одержуваного навіть в заводських умовах. У цьому випадку виникає необхідність зниження вогнетривкості. Знизити температуру оплавліванія можна з допомогою запровадження добавок наступних речовин (до 1% по масі): магнезії, окису заліза, вапна. Такі добавки називаються флюсами (плавнями).

Забарвлення глин різноманітна: светлосерая, блакитнувата, жовта, біла, червона, бура з різними відтінками.

Мінерали, що містяться в глинах:

  • Каолініт (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O)
  • Андалузит, дистен і силіманіт (Al2O3 · SiO2)
  • Галлуазіт (Al2O3 · SiO2 · H2O)
  • Гібсит (Al2O3 · 3H2O)
  • Діаспор (Al2O3 · H2O)
  • Корунд (Al2O3)
  • Монотерміт (0,2 [K2MgCa] 0 · Al2O3 · 2SiO2 · 1,5H2O)
  • Монтморилоніт (MgO · Al2O3 · 3SiO2 · 1,5H2O)
  • Мусковіт (K2O · Al2O3 · 6SiO2 · 2H2O)
  • Нарком (Al2O3 · SiO2 · 2H2O)
  • Пірофілліт (Al2O3 · 4SiO2 · H2O)

Мінерали, що забруднюють глини і каоліни:

  • Кварц (SiO2)
  • гіпс (CaSO4 · 2H2O)
  • доломіт (MgO · CaO · CO2)
  • Кальцит (CaO · CO2)
  • Глауконіт (K2O · Fe2O3 · 4SiO2 · 10H2O)
  • Лимон (Fe2O3 · 3H2O)
  • Магнетит (FeO · Fe2O3)
  • Марказит (FeS2)
  • Пірит (FeS2)
  • Рутил (TiO2)
  • Серпентин (3MgO · 2SiO2 · 2H2O)
  • Сидерит (FeO · CO2)

Види глин.

Глина з'явилася на землі багато тисяч років тому. Її «батьками» вважаються відомі в геології породообразующие мінерали - каолініти, шпати, деякі різновиди слюди, вапняки і мармури. При опрделенние умовах навіть деякі види піску трансформуються в глину. Всі відомі породи, що мають геологічні виходи на поверхні землі, схильні до впливу стихій - дощу, вихровий бурі, снігів і паводкових вод.

Перепади температур вдень і вночі, нагрівання породи сонячними променями сприяють появі мікротріщин. У утворилися тріщини потрапляє вода і, замерзаючи, розриває поверхню каменю, утворюючи на ній велика кількість дрібного пилу. Природні циклони дроблять і розтирають пил в ще більш дрібний пил. Там, де циклон змінює свій напрямок або просто затихає, з часом утворюються величезні скупчення частинок породи. Вони спресовуються, просочуються водою, і в результаті виходить глина.

Залежно від того, з якої породи утворюється глина і яким чином йде її освіту, вона набуває різні кольори. Найбільш часто зустрічаються жовта, червона, біла, блакитна, зелена, темно-коричнева і чорна глини. Всі кольори, крім чорного, коричневого та червоного, говорять про глибинний походження глини.

Кольори глини визначаються присутністю в ній наступних солей:

  • червона глина - калій, залізо;
  • зеленувата глина - мідь, двовалентне залізо;
  • блакитна глина - кобальт, кадмій;
  • темно-коричнева і чорна глина - вуглець, залізо;
  • жовта глина - натрій, тривалентне залізо, сірка та її солі.

червона глина - калій, залізо;   зеленувата глина - мідь, двовалентне залізо;   блакитна глина - кобальт, кадмій;   темно-коричнева і чорна глина - вуглець, залізо;   жовта глина - натрій, тривалентне залізо, сірка та її солі

По-різному пофарбовані глини.

Також ми можемо привести промислову класифікацію глин, яка ґрунтується на оцінці цих глин за сукупністю ряду ознак. Наприклад, це зовнішній вигляд виробу, колір, інтервал спікання (плавлення), стійкість вироби до різкої зміни температури, а також міцність виробу до ударів. За даними ознаками можна визначити назву глини і її призначення:

  • порцеляновий глина
  • фаянсова глина
  • беложгущейся глина
  • цегляна і черепичний глина
  • трубкова глина
  • клінкерна глина
  • капсульна глина
  • теракотова глина

Практичне використання глини.

Глини широко застосовуються в промисловості (у виробництві керамічної плитки, вогнетривів, тонкої кераміки, фарфоро-фаянсових і сантехнческіх предметів торгівлі), будівництві (виробництво цегли, керамзиту та ін. Будматеріалів), для побутових потреб, в косметиці і як матеріал для художніх робіт ( ліплення). Вироблений з керамзитових глин шляхом відпалу зі спучуванням керамзитовий гравій та пісок широко використовуються при виробництві будівельних матеріалів (керамзитобетон, керамзитобетонні блоки, стінові панелі та ін.) І як тепло- і звукоізоляційний матеріал. Це легкий пористий будівельний матеріал, що отримується шляхом випалення легкоплавкої глини. Має форму овальних гранул. Проводиться також у вигляді піску - керамзитовий пісок.

Залежно від режиму обробки глини виходить керамзит різної насипної щільності (об'ємної ваги) - від 200 до 400 кг / M3 і вище. Керамзит володіє високими тепло- і шумо-ізоляційні властивості і використовується переважно як пористий заповнювач для легких бетонів, що не має серйозної альтернативи. Стіни з керамзитобетону довговічні, мають високі санітарно-гігієнічні характеристики, а споруди з керамзитобетону, побудовані більше 50 років тому, експлуатуються і до цього дня. Житло, який зводять зі збірного керамзитобетону, дешево, якісно і доступно. Найбільшим виробником керамзиту є Росія.

Гончарне виробництво.

Глина є основою гончарного, цегельного виробництва. У суміші з водою глина утворює тістоподібну пластичну масу, придатну для подальшої обробки. Залежно від місця походження природна сировина має істотні відмінності. Одне можна використовувати в чистому вигляді, інше необхідно просіювати і змішувати, щоб отримати матеріал, придатний для виготовлення різних предметів торгівлі.

Природна червона глина.

У природі ця глина має зеленувато-коричневе забарвлення, яку надає їй оксид заліза (Fe2O3), що становить 5-8% від загальної маси. При випалюванні в залежності від температури або типу печі глина набуває червоне або білясту забарвлення. Вона легко розминається і витримує нагрівання не більше 1050-1100 С. Велика еластичність цього виду сировини дозволяє використовувати його для робіт з глиняними пластинами або для моделювання невеликих скульптур.

Біла глина.

Її родовища зустрічаються в усьому світі. У вологому стані вона світло-сіра, а після випалу набуває білястого кольору або колір слонової кістки. Білій глині ​​властива еластичність і просвечиваємость через відсутність в її складі оксиду заліза.

Глина використовується для виготовлення посуду, кахлю і предметів сантехніки або для виробів з глиняних пластин. Температура випалу: 1050-1150 ° С. Перед глазуруванням рекомендується витримувати роботу в печі при температурі 900-1000 ° С. (Випалювання неглазурованного порцеляни називається бісквітним.)

Пориста керамічна маса.

Глина для кераміки являє собою білу масу з помірним вмістом кальцію і підвищеної пористістю. Її натуральний колір - від чисто-білого до зеленувато-коричневого. Обпалюється при низьких температурах. Рекомендується необпалена глина, так як для деяких глазурі однократного випалу недостатньо.

Майоліка - це вид сировини з легкоплавких порід глини з підвищеним вмістом білого глинозему, обпалюється при низькій температурі і покривається глазур'ю з вмістом олова.

Назва «майоліка» походить від острова Майорка, де її вперше використав скульптор Флорентіно Лука де ла Роббіа (1400-1481). Пізніше ця техніка мала широке поширення в Італії. Керамічні предмета торгівлі з майоліки називали також фаянсовими, так як їх виготовлення почалося в цехах з виробництва фаянсового посуду.

Кам'яна керамічна маса.

Основу цієї сировини складають шамот, кварц, каолін і польовий шпат. У вологому стані воно має чорно-коричневий колір, а після сирого випалу - колір слонової кістки. При нанесенні глазурі кам'яна кераміка перетворюється в міцне, водостійке та незгораюче виріб. Вона буває дуже тонкою, непрозорою або у вигляді однорідної, щільно спеченої маси. Рекомендована температура випалу: 1100-1300 ° С. При її порушенні глина може розсипатися. Матеріал використовують в різних технологіях виготовлення гончарних предметів торгівлі з пластинчастої глини і для моделювання. Відрізняють предмета торгівлі з червоної глини і кам'яну кераміку в залежності від їх технічних властивостей.

Глина для порцеляни Глина для порцеляни.

Глина для порцелянових предметів торгівлі складається з каоліну, кварцу і польового шпату. Вона не містить оксиду заліза. У вологому стані має світло-сірий колір, після випалу - білий. Рекомендована температура випалу: 1300-1400 ° С. Цей вид сировини має еластичність. Робота з ним на гончарному крузі вимагає великих технічних витрат, тому краще використовувати готові форми. Це тверда, непориста глина (з низьким по-допоглощеніем. - Ред.). Після випалу фарфор стає прозорим. Випал глазурі проходить при температурі 900-1000 ° С.

Різні предмета торгівлі з порцеляни, сформовані і обпалені при температурі 1400 ° С.

Грубокераміческіе матеріали.

Великопористі грубозернисті керамічні матеріали застосовуються для виготовлення великогабаритних предметів торгівлі в будівництві, архітектурі малих форм і т. П. Ці сорти витримують високі температури і термічні коливання. Їх пластичність залежить від змісту в породі кварцу і алюмінію (кремнезему і глинозему. - Ред.). У загальній структурі багато глинозему з високим вмістом шамоту. Температура плавлення коливається від 1440 до 1600 ° С. Матеріал добре спікається і дає незначну усадку, тому використовується для створення великих об'єктів і великоформатних настінних панно. При виготовленні художніх об'єктів не слід перевищувати температуру в1300 ° С.

Кольорова глина - це глиняна маса з вмістом оксиду або барвистого пігменту, що представляє собою гомогенну суміш. Якщо, проникаючи глибоко в глину, частина фарби залишиться в підвішеному стані, то може порушитися рівний тон сировини. Як кольорову, так і звичайну білу або пористу глину можна придбати в спеціалізованих магазинах.

Маси з кольоровим пігментом.

Пігменти - це неорганічні сполуки, які фарбують глину і глазур. Пігменти можна розділити на дві групи: оксиди і фарбувальні речовини. Оксиди - основний матеріал природного походження, який утворюється серед порід земної кори, очищається і розпорошується. Найчастіше використовуються: мідний оксид, який в окислювальному середовищі випалу приймає зелений колір; оксид кобальту, який утворює блакитні тони; оксид заліза, що дає в суміші з глазур'ю блакитні тони, а в суміші з глиною -ангоби земляних тонів. Оксид хрому надає глині ​​оливково-зелений колір, оксид магнію - коричневий і пурпурний, оксид нікелю - сірувато-зелені тони. Всі ці оксиди можна змішувати з глиною в пропорції 0,5-6%. Якщо перевищити їх процентний вміст, то оксид буде діяти як флюс, знижуючи температуру плавлення глини. При фарбуванні предметів торгівлі температура не повинна перевищує 1020 ° С, інакше випал не дасть результату. Друга група - барвники. Їх отримують промисловим способом або шляхом механічної обробки природних матеріалів, які представляють повну гаму фарб. Барвники змішуються з глиною в пропорції 5-20%, чого залежить світлий або темний тон матеріалу. Всі спеціалізовані магазини мають в асортименті пігменти і барвники як для глини, так і для ангобів.

Приготування керамічної маси вимагає великої уваги. Її можна скласти двома способами, які дають абсолютно різні результати. Більш логічний і надійний шлях: вносити фарбувальні речовини під тиском. Простіший і, зрозуміло, менш надійний метод: підмішувати барвники в глину рукою. Другий спосіб застосовується, якщо немає точних уявлень про остаточні результати забарвлення або ж є необхідність повторити якісь певні кольори.

Технічна кераміка.

Технічна кераміка - велика група керамічних предметів торгівлі та матеріалів, одержуваних термічною обробкою маси заданого хімічного складу з мінеральної сировини та інших сировинних матеріалів високої якості, які мають необхідну міцність, електричні властивості (велике питомий об'ємний і поверхневий опір, велику електричну міцність, невелика тангенс кута діелектричних втрат).

Виробництво цементу.

Для виготовлення цементу спочатку добувають карбонат кальцію і глину з кар'єрів. Карбонат кальцію (приблизно 75% кількості) подрібнюють і ретельно перемішують з глиною (приблизно 25% суміші). Дозування вихідних матеріалів є надзвичайно важким процесом, так як вміст вапна повинно відповідати заданій кількості з точністю до 0,1%.

Ці співвідношення визначаються в спеціальній літературі поняттями «вапняний», «кремнистий» і «глиноземний» модулі. Оскільки хімічний склад вихідних сировинних матеріалів внаслідок залежності від геологічного походження постійно коливається, легко зрозуміти, як складно підтримувати сталість модулів. На сучасних цементних заводах добре зарекомендувало себе управління за допомогою ЕОМ в комбінації з автоматичними методами аналізу.

Правильно складений шлам, підготовлений в залежності від обраної технології (сухий або мокрий метод), вводиться в обертову піч (довжиною до 200 м і діаметром до 2-7 м) і обпалюється при температурі близько 1450 ° C - так званої температурі спікання. При цій температурі матеріал починає оплавлятися (спекаться), він залишає піч у вигляді більш-менш великих грудок клінкеру (званого іноді і портландцементного клінкеру). Відбувається випал.

В результаті цих реакцій утворюються клінкерні матеріали. Після виходу з обертової печі клінкер потрапляє в охолоджувач, де відбувається його різке охолодження від 1300 до 130 ° C. Після охолодження клінкер подрібнюється з невеликою добавкою гіпсу (максимум 6%). Розмір зерен цементу лежить в межах від 1 до 100 мкм. Його краще ілюструвати поняттям «питома поверхня». Якщо підсумувати площа поверхні зерен в одному грамі цементу, то в залежності від товщини помелу цементу вийдуть значення від 2000 до 5000 см? (0,2-0,5 м²). Переважна частина цементу в спеціальних ємностях перевозиться автомобільним або залізничним транспортом. Все перевантаження виробляються пневматичним способом. Менша частина цементної продукції доставляється у волого-і разривостойкіх паперових мішках. Зберігається цемент на будівництвах переважно в рідкому і сухому станах.

джерела: http://lepnj.narod.ru и http://goncharnoedelo.ru

Допоміжна інформація.

Втім, остання?
Якщо підсумувати площа поверхні зерен в одному грамі цементу, то в залежності від товщини помелу цементу вийдуть значення від 2000 до 5000 см?